Если мы рассмотрим мысленный эксперимент по определению положения электрона с помощью фотонов света. Согласно принципам оптики, если мы используем свет с длиной волны , то положение электрона не может быть определено точнее, чем + или - . Чем короче длина волны, тем выше точность. Поэтому для точного наблюдения за положением электрона следует использовать свет с примерно малой длиной волны. Но фотоны излучений меньшей длины волны будут иметь больший импульс. Когда даже один фотон этого света сталкивается с ним, большое количество импульса будет передано электрону во время столкновения. Это приведет к большей неопределенности в скорости или импульсе.
С другой стороны, чтобы свести к минимуму изменение импульса, мы должны использовать свет, имеющий фотоны с малыми значениями импульса. Для этого потребуются излучения с большей длиной волны (малый импульс), скорость или импульс не изменятся заметно, но мы не сможем точно измерить положение с большей длиной волны. Следовательно, неопределенность в позиции возрастет. Таким образом, мы не можем одновременно точно измерить положение и импульс небольшого движущегося объекта, такого как электрон. Однако в случае макроскопических объектов положение и скорость объектов могут быть точно определены, поскольку в этих случаях при взаимодействии объекта с измерительным прибором изменения положения и скорости пренебрежимо малы.
То, что я объяснил выше, на самом деле является принципом неопределенности Гейзенберга, который утверждает, что
невозможно одновременно измерить положение и импульс (или скорость) микроскопической частицы с абсолютной точностью.
Согласно Бору, электроны вращаются вокруг ядра по определенным четко определенным круговым орбитам. Но считается, что идея неопределенности положения и скорости перевешивает идею Бора о неопределенности картины фиксированных круговых орбит.
Возможно, мы не сможем разработать эксперимент (пока что) для одновременного измерения положения и импульса электрона. Но по этой причине мы не можем опровергнуть идею Бора о фиксированных орбитах. Потому что мы можем не знать, вращаются ли электроны по фиксированным орбитам, если можем определить местонахождение электронов без использования фотонов. Таким образом, это не могло быть точной причиной отказа от идеи фиксированной орбиты.
Итак, есть ли причина отвергать идею фиксированной орбиты? или есть что-то неправильное, по моему мнению, в концепции, если да, пожалуйста, объясните, чтобы я не продолжал это неправильное мышление?
ВНЕШНИЕ ССЫЛКИ
В теории Бора наименьший возможный орбитальный угловой момент равен . Измеренное значение . С другой стороны, картина, полученная путем решения (не зависящего от времени) уравнения Шёдингера, воспроизводит уровни энергии из модели Бора и получает правильный минимальный угловой момент и размер шага углового момента (это также дает вам квантование проекций углового момента). ). Добавьте исключение Паули к картине Шредингера, и вы сможете получить правила заполнения оболочки и объяснить, почему периодическая таблица имеет такую структуру, а это еще одна вещь, которую атом Бора не мог сделать правильно.
Бора нет, потому что он делает неверный прогноз.
Итак, есть ли причина отвергать идею фиксированной орбиты? или есть что-то неправильное, по моему мнению, в концепции, если да, пожалуйста, объясните, чтобы я не продолжал это неправильное мышление?
Непреодолимая проблема с атомом Бора состоит в том, что в нем есть две заряженные частицы, вращающиеся вокруг друг друга. В то время электромагнетизм был точной наукой. Заряженная частица, движущаяся в электрическом поле (одна, движущаяся в поле другой), должна была бы излучать энергию, попадая в конце концов в ядро, если бы не было законов, не позволяющих ей излучать. Таким образом, в рамках законов классической физики фиксированные орбиты были невозможны.
Постулат о том, что X электронов, вращающихся вокруг Y протонов, могут вращаться без излучения, был необходим, но недостаточно универсален, чтобы называться теорией.
Теория, которая возникла из множества экспериментальных данных, изучающих малые размеры атомов, была квантовой механикой . Теперь физики понимают, что лежащий в основе слой природы ведет себя в соответствии с правилами квантовой механики и что классическая механика и классическая электродинамика являются теориями, возникающими на этой основе.
Как правило, квантовая механика не присваивает определенных значений. Вместо этого он делает прогноз, используя распределение вероятностей; то есть он описывает вероятность получения возможных результатов измерения наблюдаемой. Часто эти результаты искажены многими причинами, такими как плотные облака вероятностей. Облака вероятностей приблизительны, но лучше, чем модель Бора, в которой местоположение электрона задается функцией вероятности, собственным значением волновой функции, так что вероятность является квадратом модуля комплексной амплитуды или ядерным притяжением квантового состояния. Естественно, эти вероятности будет зависеть от квантового состояния в «момент» измерения. Следовательно, неопределенность связана с ценностью. Однако существуют определенные состояния, которые связаны с определенным значением конкретной наблюдаемой.
Простейшая математическая формулировка для решения для электрона вокруг ядра - это уравнение Шредингера с соответствующим потенциалом. Решения воспроизводят экспериментальные наблюдения и позволяют делать прогнозы для других потенциалов и ситуаций. То, что рассчитывается вместо орбиты, является орбиталью , местом в пространстве и времени, где можно найти электрон, если его измерить с вероятностью, определяемой квадратом волновой функции.
Причина, по которой теория Бора считается превзойденной, заключается в том, что Гейзенберг и Шредингер разработали более мощные теории, в которых орбиты Бора не играют главной роли. Теория Бора хорошо работает только для малоэлектронных систем, таких как атом водорода или ион Li. . Для более сложных систем, таких как молекула воды H O трудно понять, как можно обобщить на них понятие боровских орбит. С другой стороны, уравнение Шредингера легко обобщается на любое число электронов и ядер.
Я не думаю, что вы действительно поняли результат обсуждения Является ли принцип неопределенности технической трудностью измерения? .
Это не имеет ничего общего с нашей способностью выполнять точные измерения. Положение и импульс электрона просто не существуют одновременно в определенном состоянии. Это как пытаться измерить точный день, когда выпадает зима :)
бойфаррелл
Сенсебе
Сенсебе