Несколько вопросов об импульсе и энергии электронов в квантовомеханической модели электрона

Я изучал квантовую модель электрона и то, как представление об электронах как о стоячих волнах объясняет орбиты, поскольку одни радиусы будут создавать конструктивную интерференцию, а другие — деструктивную. Однако, если окружности энергетических уровней кратны низшему, означает ли это, что длина волны де Бройля электрона остается постоянной независимо от энергетического уровня, и, следовательно, величина его импульса постоянна?

Означает ли это, что энергия, которую электрон получает, поглощая фотон, вообще не увеличивает его кинетическую энергию, а только увеличивает его электрическую потенциальную энергию по мере того, как он удаляется от положительного ядра? Является ли это необходимостью поддержания постоянной кинетической энергии, почему электроны, перемещающиеся между энергетическими уровнями, должны поглощать определенное количество энергии, в то время как электроны, покидающие металл в результате фотоэлектрического эффекта, или атомы в результате ионизации, могут поглощать любое количество энергии выше определенного порога, при этом избыток становится кинетическая энергия?

Означает ли это, что энергетические уровни равномерно распределены по радиусу, но энергия, необходимая для перемещения электрона между ними, уменьшается по мере удаления от ядра, поскольку разница в электрическом потенциале будет уменьшаться по мере удаления от ядра?

Наконец, если верно, что импульс постоянен, то почему? Нужен ли какой-то определенный импульс? Это как-то связано с силой между электроном и ядром?

Ваш вопрос, кажется, относится к модели атома водорода Бора, но эта модель устарела.

Ответы (1)

У вас есть большое количество вопросов, которые показывают, что вы пытаетесь понять квантово-механические объекты с точки зрения классической физики.

Боровская модель атома, длина волны де Бройля, принцип неопределенности Гейзенберга были разработаны и проложили путь к полной квантово-механической теории, и было бы заблуждением полагаться на них сейчас для понимания квантово-механических систем.

Электроны на своих энергетических уровнях не вращаются по орбитам, они находятся на орбиталях. Орбитали дают вероятность нахождения электрона в определенной точке (x, y, z) относительно центра масс системы атома. См. возможные орбитали атома водорода здесь.

Это основы квантовой механики.

Орбитали происходят из решений квантово-механического волнового уравнения, где потенциал определяет решения, а функция Ψ дает вероятность как Ψ * Ψ , комплексное сопряжение в квадрате.

Отдельные свободные электроны — это не волны в пространстве, они — точки, как можно увидеть в эксперименте с двумя щелями, по одному электрону за раз.

dblsselect

То, что ведет себя как волна, есть вероятность , показывающая интерференционную картину волны в скоплении электронов.

Наконец вы спрашиваете:

если верно, что импульс постоянен, то почему? Нужен ли какой-то определенный импульс? Это как-то связано с силой между электроном и ядром?

Не импульс определяет разницу энергетических уровней (он состоит из трех компонентов), а энергия падающего фотона должна быть такой же, как разница энергий между двумя уровнями, чтобы атом, заметьте весь атом, мог поглотить его и иметь электрон на более высоком энергетическом уровне орбитали.

Очень хороший ответ. +1 от меня.
Так является ли модель электронов стоячими волнами допустимой только при объяснении энергетических уровней в модели Бора?
Несколько вопросов об импульсе и энергии электронов в квантовомеханической модели электрона
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v