Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://wasp.phys.msu.ru/forum/lofiversion/index.php?t16535.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Mon Apr 11 15:09:43 2016
Кодировка: Windows-1251
Студенческий форум Физфака МГУ > Что такое атом?
Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Что такое атом?
Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Интересные задачи и познавательные вопросы
Анатолий Либерман
Вынужден был признаться себе, что не знаю, что такое атом. Был бы рад получить разъяснения. Возьмем элементарную ситуацию. Святым духом, в Мире возникли одновременно протон и электрон. И только они. Обменялись сигналами о существовании и начали сближаться. Что будет? Варианты зависят от скорости столкновения. Понятно, что она зависит от начального расстояния между ними. Видимо, при какой-то скорости они сольются в нейтрон. Нейтрон распадется на протон, электрон и электронное антинейтрино. А что потом произойдет с протоном и электроном? Наверное, снова сблизятся и, если скорости будут "подходящими", сформируют атом,? То же самое, видимо, произойдет, если скорости их первого сближения будут такими, что столкновение будет упругим? Тогда после нескольких колебаний, они смогут сформировать атом?
Я предполагал центральносимметричное сближение электрона и протона. Но так ли это? Может быть, структура протона влияет на геометрию взаимодействия? А влияет (и если да, то как) взаиморасположение спинов?
Munin
Цитата(Анатолий Либерман @ 26.07.2009, 10:18) *
Видимо, при какой-то скорости они сольются в нейтрон.

Видимо, нет, поскольку при нулевых начальных скоростях они могут в момент встречи иметь максимум 13,6 эВ, а для образования нейтрона необходимо 782500 эВ (и это число даже известно с погрешностью большей, чем 13,6 эВ).
evs
Цитата(Munin @ 28.7.2009, 0:19) *
Цитата(Анатолий Либерман @ 26.07.2009, 10:18) *
Видимо, при какой-то скорости они сольются в нейтрон.

Видимо, нет, поскольку при нулевых начальных скоростях они могут в момент встречи иметь максимум 13,6 эВ....

да там прозаически нарушаются законы сохранения (лептонного заряда, например) так что...
Анатолий Либерман
Цитата(Munin @ 27.07.2009, 23:19) *
Видимо, нет, поскольку при нулевых начальных скоростях они могут в момент встречи иметь максимум 13,6 эВ, а для образования нейтрона необходимо 782500 эВ (и это число даже известно с погрешностью большей, чем 13,6 эВ).

Да, действительно. А что же будет? Электрон окажется на главной орбитали и сформируется атом?
Анатолий Либерман
Цитата(evs @ 28.07.2009, 1:54) *
да там прозаически нарушаются законы сохранения (лептонного заряда, например) так что...

А как же формируются нейтронные звезды?

Munin
Цитата(evs @ 28.07.2009, 1:54) *
да там прозаически нарушаются законы сохранения (лептонного заряда, например) так что...

Ну, нейтрино может вылететь при любой энергии реакции (его порог, если и есть, на много порядков меньше электронвольта), так что его как ограничивающий фактор можно не учитывать.

Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 9:42) *
Да, действительно. А что же будет? Электрон окажется на главной орбитали и сформируется атом?

Когда электрон находится далеко-далеко, но все равно неподвижен относительно протона, с точки зрения квантовой механики это уже электрон на (очень дальней) орбитали, и сформированный атом (точнее, на нескольких орбиталях, но эти подробности сейчас не ключевые). Дальше этот атом может переходить в основное состояние, излучая. Этот процесс может занять много времени, но согласно квантовым законам, обязательно будет идти, и завершится только по достижении основного состояния.

При классическом рассмотрении электрон, падая на протон и ускоряясь, будет излучать классические волны. И до тех пор, пока он не подлетит к протону на достаточно близкое расстояние, большой ошибки в классическом рассмотрении не будет, потому что излучение будет происходить из множества мягких фотонов, а не из небольшого числа более жестких. Разумеется, в конце пути излучение будет существенно квантовано, и наконец, прекратится, когда электрон окажется на главной орбитали.

Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 9:43) *
А как же формируются нейтронные звезды?

Там в процессе формирования дополнительно вылетают нейтрино (слияние протонов с электронами идет по реакции p+e^{-}\to n+\nu), и нейтрино безвозвратно улетают из нейтронной звезды.
Анатолий Либерман
Цитата(Munin @ 28.07.2009, 10:21) *
Когда электрон находится далеко-далеко, но все равно неподвижен относительно протона, с точки зрения квантовой механики это уже электрон на (очень дальней) орбитали, и сформированный атом (точнее, на нескольких орбиталях, но эти подробности сейчас не ключевые)

Вот это как раз и интересно. Я предполагал, что, с одной стороны, если электрон находится в произвольной точке пространства, то он может оказаться между орбиталями, но, с другой стороны, протон и электрон, являются атомом вне зависимости от расстояния между ними и электрон должен находиться на какой-либо орбитали. Противоречие. Вы привели его разрешение: электрон находится на нескольких орбиталях. Но как это реализуется?

Munin
Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 11:05) *
Я предполагал, что, с одной стороны, если электрон находится в произвольной точке пространства, то он может оказаться между орбиталями

Изучите квантовую механику. Никаких "между" не существует. Все состояния (орбитали и несвязанные состояния) образуют полный базис, и любое состояние по ним раскладывается в суперпозицию.

Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 11:05) *
но, с другой стороны, протон и электрон, являются атомом вне зависимости от расстояния между ними

Нет. Если суммарная энергия электрона больше нуля, то атома нет, а есть несвязанные частицы.

Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 11:05) *
Вы привели его разрешение: электрон находится на нескольких орбиталях. Но как это реализуется?

Повторяю: изучите квантовую механику. Там написано, как это реализуется.
Анатолий Либерман
Цитата(Munin @ 28.07.2009, 12:13) *
Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 11:05)
Я предполагал, что, с одной стороны, если электрон находится в произвольной точке пространства, то он может оказаться между орбиталями

Изучите квантовую механику. Никаких "между" не существует. Все состояния (орбитали и несвязанные состояния) образуют полный базис, и любое состояние по ним раскладывается в суперпозицию.


Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 11:05)
но, с другой стороны, протон и электрон, являются атомом вне зависимости от расстояния между ними

Нет. Если суммарная энергия электрона больше нуля, то атома нет, а есть несвязанные частицы.


Цитата(Анатолий Либерман @ 28.07.2009, 11:05)
Вы привели его разрешение: электрон находится на нескольких орбиталях. Но как это реализуется?

Повторяю: изучите квантовую механику. Там написано, как это реализуется.


О.К! Спасибо!
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Русская версия IP.Board © 2001-2016 IPS, Inc.