Почему электроны не сталкиваются между собой

Принцип Гейзенберга гласит, что мы не можем одновременно установить положение или импульс любой маленькой частицы. Какой бы незначительной ни была вероятность того, что 2 или более электрона с одной или разных орбиталей могут столкнуться и потерять энергию, тем самым дестабилизируя атом, или есть ли способ определить, что электрон никогда не сблизится с другим электроном с достаточной кинетической энергией, чтобы на самом деле врезаться в него?

Ответы (4)

Классического движения электрона в атоме не существует.

Квантовые состояния, в которых находятся электроны в атоме, — это атомные орбитали , обладающие определенной энергией, но не определенным положением. Боровская модель электрона, в которой электроны рассматриваются как классические частицы, вращающиеся вокруг ядра, неверна. Поэтому вопрос о том, могут ли столкнуться два электрона в атоме, не имеет смысла.

Электроны, однако, взаимодействуют , главным образом, за счет «внутренних» электронов, экранирующих заряд ядра для «внешних» электронов. Взаимодействие — это все, что происходит в квантовой механике, понятие столкновения бессмысленно.

В квантовой механике есть понятие «рассеяние» или «столкновение», когда два объекта на короткое время имеют локализованное взаимодействие, а затем снова разделяются, но электроны внутри атома не рассеиваются друг от друга в этом смысле.

"но электроны внутри атома не рассеиваются друг от друга в этом смысле", не могли бы вы сказать мне, почему нет? У нас есть электрон-электронное рассеяние. «История встречных пучков электронов высоких энергий начинается в 1956 году, когда К. О'Нил из Принстонского университета заинтересовался столкновениями высоких энергий и представил идею ускорителей, вводимых в накопительное кольцо (кольца)». en.wikipedia.org/wiki/Электрон_рассеяние
@ ÁrpádSzendrei Как я уже писал, рассеяние связано с тем, что частицы снова разделяются после короткого взаимодействия. Электроны в атоме связаны с атомом и непрерывно взаимодействуют, не покидая атом, так что это не «рассеяние».

Ответ, не связанный с квантовой механикой, был бы

электростатические отталкивания (ч/б-сильно заряженные электроны) предотвратили бы это и дали бы им определенные траектории, которые не пересекаются.

Даже если они двигаются со скоростью 0,3с, они не могут приблизиться ближе, чем на 4 фута.

до E многие думали, что модель атома основана на вибрационном содержании. Чтобы эта модель работала, требуется, чтобы электроны двигались со скоростью, близкой к скорости света, создавая иллюзию твердости. Это объясняет их притягательную природу друг для друга... они должны создавать небольшое вибрационное поле, которое движется вокруг атома. создавая волнообразные поля вокруг него, следовательно, у него есть северный полюс и южный полюс, причем северный и южный полюсы соединяются и создают вокруг себя большее поле. Это похоже на то, какими должны быть человеческие отношения: давать и брать, когда один дает, другой нуждается и берет, а затем роли меняются местами по мере того, как они вибрируют. одной из проблем этой модели является столкновение электронов... возможно, все электроны слипаются вместе, чтобы не столкнуться... несколько вещей в этой модели можно сказать наверняка, должен быть унисон с их движением, которое электронный микроскоп рассеивает с изменениями частоты, которые он вызывает. Но, как и во всем, гармония всегда побеждает хаос, и электроны тут же воссоединяются, создавая свое вибрационное содержание, так что связь продолжается.

Почему электроны не сталкиваются между собой

Потому что они совсем не похожи на бильярдные шары. Проверьте волновую природу материи . И взгляните на статью об атомных орбитах в Википедии : «Электроны не вращаются вокруг ядра в смысле планеты, вращающейся вокруг Солнца, а вместо этого существуют в виде стоячих волн».

Принцип Гейзенберга гласит, что мы не можем одновременно установить положение или импульс любой маленькой частицы.

См. это в статье Википедии : «Однако с тех пор стало ясно, что принцип неопределенности присущ свойствам всех волноподобных систем, и что он возникает в квантовой механике просто из-за волновой природы материи всех квантовых объектов. ". Не думайте об электроне как о чем-то маленьком. Это не какая-то крупинка, у которой есть поле. Вместо этого подумайте о стоячей волне, стоячем поле . Электрон — это поле, и оно не заканчивается ни в одном микроне от середины. Всегда помните: это квантовая теория поля, а не квантовая теория точечных частиц .

Какой бы незначительной ни была вероятность того, что два или более электрона с одной или разных орбиталей могут столкнуться и потерять энергию, тем самым дестабилизируя атом?

Нет. Как сказал rmhleo, принцип исключения Паули предотвращает это. Для аналогии подумайте о водоворотах. Они не пересекаются и не врезаются друг в друга, как бильярдные шары.

или есть способ определить, что электрон никогда не приближается к другому электрону с достаточной кинетической энергией, чтобы врезаться в него?

Несмотря на вышесказанное, существуют электронные коллайдеры , где это действительно происходит.