Что удерживает возбужденный электрон в атоме?
На модерации
Отложенный
Дискуссия Электростатическая связь не только не выявила природу связи между электроном и протоном, но и выявила поразительный парадокс, что при возбуждении электрона фотоном, непонятно, как изменяется удаленность от ядра его орбитали. По логике рассуждений, возбужденный электрон вроде бы переходит на более высокую орбиталь, более удаленную от ядра, а по формуле, характеризующей его энергию (Е = е2/8πεоr), при увеличении энергии электрона расстояние r должно уменьшиться.
Профессиональные химики (в частности Хромов, Сазонов и др.), видимо, поняв суть указанного парадокса и не найдя какого-либо ему объяснения, просто сбежали, ушли из дискуссии. Действительно, объяснения этому противоречию нет. Привлечение к рассуждениям формулы кинетической энергии вращения электрона вокруг ядра (mV2/2) также не помогает. Во-первых, никакого вращения электрона вокруг ядра в реальности просто нет. Во-вторых, списание увеличения энергии электрона при поглощении фотона на увеличение скорости его вращения – не помогает объяснить парадокс, более того, порождает еще один парадокс. Ведь увеличение скорости приведет к увеличению центробежной силы и неудержимому удалению электрона от атома.
Равновесие mV2/2 = е2/8πεоr и без поглощения фотона является предельно неустойчивым. Стоит r или V чуточку измениться (остальные параметры не могут изменяться, поскольку являются фундаментальными константами), как равновесие нарушается и нарушается безвозвратно. Уменьшение r увеличивает силу притяжения к ядру, что еще больше уменьшает расстояние. Увеличение r уменьшает силу электрического притяжения, что еще больше увеличивает r. Указанное равенство не устойчивое и потому фиктивное. В то же время в реальности атомы предельно устойчивы. Налицо противоречие между формулами и реальностью.
Причем поглощение электроном фотона это только один из способов выведения указанного уравнения из равновесия. Любое соударение атома с другим атомом должно было бы приводить атом к разрушению. Но этого не происходит. Следовательно, в формулы уравнивания сил (и энергий) электрона заложены какие-то принципиальные ошибки.
Возбужденный поглощением фотона электрон (по формулам) просто нечему удерживать. Однако физики и химики помалкивают об этом.
Комментарии
Но вопрос Ваш достаточно интересен и порождает множество сопутствующих вопросов:
- что из себя представляет энергия фотона?
- что из себя представляет энергия электрона?
- как происходит поглощение?
- происходит ли вообще поглощение (Ваш вопрос)?
Однако для начала прокомментируйте поставленные в статье проблемы. В сущности, рассмотрение смежных проблем, да еще и в виде новых вопросов, представляет собой разновидность уклонения от поставленной проблемы.
Вы опять вместо ответов оспариваете правомерность вопросов.
Расплывчатая и просто ложная формулировка - как можно говорить о потенциальной энергии деформированной пружины в этих терминах?
Казалось бы на этот вопрос отвечают все учебники, да и все участники дискуссии начинают уверять, что они знают ответ на него, и намекают на то, что только невежественный Заикин задается таким глупым вопросом. Но при этом никто почему-то не может дать внятный ответ на поставленный вопрос.
Потенциал - характеристика взаимодействия тел или частиц.
:-) Я понимаю, в МЛФ считается, что взаимодействие - причина будущего движения, и потому характеристика взаимодействия может трактоваться как характеристика движения. Там - в МЛФ - любые изменения трактуются как формы движения. Но нам ведь - не до этой казуистики?
Энергия - физическая величина (функция состояния*) системы, такая, что изменение энергии при изменении состояния равно работе по изменению состояния системы.
*Функция состояния - означает, что эта величина зависит ТОЛЬКО от величин, характеризующих НАЛИЧНОЕ, сиюминутное состояние системы. А не зависит, например, от его (или системы) предыстории (например, по какой дороге сюда пришли) или от других, посторонних тел.
А от чего может зависеть энергия? Да от чего угодно. От высоты или от скорости, от массы или, наконец, от цвета... ;-)
Это определение помогает мне во всех сомнительных случаях, и ни разу не подвело.
Как и вообще - "ФЭ" не обманывает.
Попы говорят, что всё есть бог, а марксисты, что всё есть движение. :)
И вы совершенно правы, что не хотите смешивать науку с философией или религией, которые размывают и выворачивают наизнанку любые формулировки.
1. Возбуждение электрона в атоме есть его переход на следующий (более высокий) электронный уровень.
2. Каждый следующий уровень характеризуется большей энергией, то есть требует совершения работы.
3. Ядро лучше пока не трогать, коль мы говорим об электроне, но помнить, что оно тоже может быть в возбужденном состоянии.
4. Энергия - скалярная величина, не имеющая полярности.
Но,честно говоря, я бы хотел уклониться от дискуссии на тему уточнения терминов. Мне она представляется схоластичной и бесполезной.
Прикол в том, что чем выше энергия возбуждённого состояния над последним заполненным уровнем, тем меньше время жизни электрона в таком состоянии. А тогда начинают действовать соотношения неопределённости Гайзенберга, согласно которым чем меньше время жизни частицы в данном состоянии тем больше неопределённость энергии этого состояния. Всё размазывается.
Диво-дивное, энергия может существовать сама по себе.
А как же тёмная энергия.
Во-вторых, отражение это работа электронов проводимости. Они под действием электро-магнитного поля набегающей волны испытывают смещение, а ускоренное движение заряженных частиц - сиречь оное смещение - порождает электромагнитное излучение. Это излучение и формирует отражённую волну. То есть, при отражении нет переходов между уровнями.
Кстати, поэтому вещества, где нет свободных электронов, являются прозрачными.
В кузове движущегося автомобиля стоит бочка дегтя, и рядом лежит ложка меда. Так как массы этих тел разные, то и кинетические энергии у них будут различны. А движения у обоих тел одинаковы. Налицо не соответствие одинаковых движений и разных энергий у двух тел. Вывод: энергия не может являться количественной мерой движения.
Движением называется изменение положения тел в пространстве (Х-Хо) с течением времени ( / t ). А величина (Х-Хо)/t есть не что иное, как скорость. Поэтому количественной мерой движения является скорость.
***** Энергией материального объекта называется нематериальная, относительная, скалярная, расчетная физическая величина, показывающая какую максимальную работу способен совершить материальный объект. Е=Аmax. В процессе совершения работы материальным объектом, изменение энергии материального объекта равно совершенной этим материальным объектом работе. ΔЕ=А. *****
За единицу энергии принята единица работы. (Дж).
Физический смысл энергии, заключается в том, что энергия показывает, какую максимальную работу может совершить материальный объект.
Другой смысловой нагрузки понятие «энергия» не несет. Повторяю, другой смысловой нагрузки понятие «энергия» не несет.
П.1. Давайте подумаем, что означает выражение «тело имеет кинетическую энергию 10 Джоулей»? А это означает, что это тело может выполнить работу равную 10-ти Джоулям. А работу, равную семи Джоулям тело может выполнить? Да, может. При этом ровно на семь Джоулей уменьшится величина кинетической энергии тела. Сколько работы выполнит тело, на столько и изменится его кинетическая энергия. А работу, равную одиннадцати Джоулям тело может выполнить? Нет, тело не может выполнить работу равную 11Дж, если оно обладает энергией 10Дж. Максимально возможная работа, которую может совершить это тело, равна 10Дж. Ну, вот теперь все стало ясно. Энергия показывает, какую максимальную работу может выполнить тело.
П.2. Энергия есть нематериальная физическая величина.
Об этом много говорить не надо. Энергию нельзя ни увидеть, ни пощупать, ни услышать. Нет и прибора, который бы смог измерить энергию. Нет такого прибора - «энергометр». Это объясняется тем, что энергия НЕМАТЕРИАЛЬНА. Нельзя измерить энергию. Её можно только рассчитать. Если кто-то будет утверждать, что энергия материальна, попросите его выслать Вам бандеролью небольшой кусочек энергии, и всё.
П.3. Энергия – величина относительная.
Рассмотрим пример. Тело, поднятое на высоту балкона седьмого этажа, имеет разные значения потенциальной энергии относительно балкона пятого этажа, и относительно балкона третьего этажа.
Эти, и другие примеры, позволяют нам сделать вывод, что энергия величина относительная.
Нельзя сказать, что тело обладает энергией равной 10Дж влево. Или вправо. Энергия не имеет направления. Энергия, это скалярная физическая величина.
PS. Я проанализировал не один десяток учебников разных авторов, и ни в одном нет истинного определения понятия "энергия". Поэтому я, как преподаватель физики, вынужден был дать своё определение энергии, которое соответствовало бы истинному положению дел. И хочу отметить, что школьники понимают это определение с первого раза. Ибо в нем всё просто и ясно. Я разговаривал со многими кандидатами, докторами наук, профессорами, и должен вам сказать, что у них у всех не было ясного понимания что такое энергия. Но в конце беседы со мной каждый говорил примерно одно и тоже. "" А, ну это же понятно, ну, конечно..""
а есть примеры "материальных" физических величин?
И что значит - "материально"?
П.3. - Примеры неудачного, а точнее - ошибочного введения понятия.
"Тело, поднятое на высоту седьмого этажа" не имеет никакой энергии в рамках данного рассмотрения. Здесь идёт речь о потенциальной энергии гравитационного взаимодействия этого тела с Землёй. То есть такой величины, изменение которой будет равно работе по подъёму/спуску тела. И за нулевой уровень этой потенциальной энергии может быть выбран любой уровень.
Другое дело - что при расчёте работы изменения взаимного положения тел (расстояния между ними) в рамках применимости закона Всемирного тяготения удобнее выбрать в качестве нулевого уровня потенциальную энергию тел, взаимно удалённых на бесконечно большое расстояние. Но тогда оказывается удобней считать потенциальную энергию взаимного притяжения отрицательной (а энергию отталкивания - положительной).
Но в любом случае потенциальная энергия - это энергия взаимодействия, в предельном случае - взаимодействия двух тел.
А рассуждения об "энергии поднятого тела" - это, по сути, пёрышкинский маразм...
Есть такие?
И что значит Ваше добавление "а как же "тёмная энергия"?"
мне - непонятен этот полувопрос.
Но не поручусь, что так будет всегда, что не придёт пора, когда придётся вводить какую-нибудь "цветную" энергию, или "энергию, имеющую направление".
А какое определение энергии дали Вы?
Но не взбалтываю!
Всё остальное это один и тот же процесс, отличающийся только временем жизни возбуждённого состояния.
Энергия электрического взаимодействия электрона и протона по приведенной Вами же формуле (Е = е^2/8πεоr) в общем виде записывается Е = qэ٠qп/8٠π٠εо٠r, но поскольку заряды электрона и протона равны по величине и являются константой, возможно их произведение qэ٠qп записывать в виде е^2.
В целом эта формула характеризует не энергию электрона, а энергию взаимодействия полей электрона и протона.
Величина этой энергии уменьшается с увеличением расстояния между зарядами!
Вот и получается, что у Вас между первым и вторым утверждением есть противоречие. Переход электрона на более высокий уровень предполагает увеличение r. Но увеличение r ведет к уменьшению энергии (и силы) взаимодействия зарядов.
Возбуждение электрона увеличивает его энергию взаимодействия, но переход электрона на более высокую (удаленную от ядра) орбиталь предполагает уменьшение энергии взаимодействия зарядов.
Вот и возникают вопросы:
- как изменяется r?
- что удерживает возбужденный электрон в атоме?
И получается, что электрон в возбужденном состоянии удерживать в атоме нечем.
Много трёпа о "Тёмной материи" и о "Тёмной энергии"
Очень серьёзно и на самом высоком иерархическом уровне.
И остановить этот трёп никто не смеет.
Масса всей видимой в электромагнитных волнах материи существенно меньше массы, оцениваемой по гравитационному взаимодействию. Но кто давал гарантию, что всё вещество Вселенной обязательно должно светиться само, или быть ярко освещено другими источниками?
В этом, думаю, кроется намёк на догадку к разгадке загадки "тёмной материи". :-)))
Что касается "тёмной энергии" - тут всё действительно загадочно.
Хотя бы потому что нет уверенности в том, что тремя известными видами фундаментальных взаимодействий список ограничивается, равно как нет уверенности в справедливости традиционной корпускулярно-полевой концепции, в рамках которой обсуждаются виды взаимодействий.
Однозначно, энергия есть мера движения и преобразований. а еще есть количество движения или импульс.
Там есть эти формулы и все разжевано.
Думаю, что вы сможете в них разобраться и ваши вопросы отпадут.
Давайте не будем прямо тут устраивать ликбез - это будет долго и не интересно, к тому же нить рассуждений потеряется в петлях разговора. Например, мне уже сложно удерживать в голове ход дискуссии и вспоминать о чем мы уже говорили, а о чем еще нет.
Отличие физ. величин в следующем, Физические величины делятся на измеряемые и расчетные. Например, длина, масса, и др. - измеряемые физические величины. А энергия, температура - это расчетные физические величины. Их модно только рассчитать. Вот вы много раз измеряли температуру. Но вы, наверное, не задумывались, что вы на самом деле измеряли все что угодно, но не температуру. Например, в обычном градуснике измеряют объемное увеличение рабочего тела. И поскольку объемное увеличение рабочего тела пропорционально температуре, что бы не прибегать к расчетам с калькулятором, шкалу сразу градуируют в градусах.
Но позвольте устроить небольшой экзамен. Что Вы понимаете под процедурой прямого измерения? Опишите одну процедуру прямого измерения любой, на Ваш выбор, величины?
Но главный вопрос Вы проигнорировали.
Приведите пример материальной физической величины, ежели таковые существуют?
Вопрос о том, ЧТО может быть идентифицировано как материальное - пока оставим в стороне.
Так - есть ли "материальные" физические величины? Лично мне это очень интересно. Кроме шуток.
Разыгрывать здесь комедию, в духе тут помню, а тут не помню - просто не солидно, поскольку противоречие изложено в комментарии, на которое Вы ссылаетесь.
Так как изменяется r, увеличивается или уменьшается?
Все физические величины, приведенные в таблице СИ являются нематериальными, они только отражают свойства материальных тел. В том числе и масса тела величина нематериальная.
Я выделил массу среди других физ. величин потому, что со времен Ньютона употребляют выражение ""масса перемещается..."". Так вот масса перемещаться не может. Мы можем купить 2 кг картошки на рынке. Но оставить картошку на рынке, а принести домой два килограмма мы не можем. Нематериальны килограммы. Материальна картошка.
Вы писали: --- Но позвольте устроить небольшой экзамен. Что Вы понимаете под процедурой прямого измерения? Опишите одну процедуру прямого измерения любой, на Ваш выбор, величины? ---
Позвольте мне на этот экзамен не явиться. Я уже его сдал лет сорок назад.
Если вас не затруднит, приведите определение энергии, которым вы пользуетесь, дословно. Ибо возможно, это определение является ошибочным. А вот это мне действительно интересно.
Но что Вы называете материальными физическими величинами - так и не ответили.
Об определении энергии я уже писал, и неоднократно.
Совпадает с определением, данным в Физической Энциклопедии.
>Все физические величины, приведенные в таблице СИ являются нематериальными, они только отражают свойства материальных тел.
превращаются в пустопорожнее словоизвержение.
Неужели Вы даже этого не понимаете?
1). Количественной мерой движения является скорость. 2). Количественной мерой взаимодействия является сила. Таким образом, в энциклопедии написано в переводе на понятный язык следующее:
Энергия это общая скорость и сила всех видов материи. Как по мне, так это бред.
***** Энергией материального объекта называется нематериальная, относительная, скалярная, расчетная физическая величина, показывающая какую максимальную работу способен совершить материальный объект. Е=Аmax. В процессе совершения работы материальным объектом, изменение энергии материального объекта равно совершенной этим материальным объектом работе. ΔЕ=А. *****
За единицу энергии принята единица работы. (Дж).
Физический смысл энергии, заключается в том, что энергия показывает, какую максимальную работу может совершить материальный объект.
Другой смысловой нагрузки понятие «энергия» не несет.
- Дословно именно так написано в Физической Энциклопедии?
Вполне возможно - и из моей же лекции... :-( Хотя навряд ли.
Тогда прошу прощения.
И - повторю своё(?) определение:
Энергия системы - скалярная(?) физическая величина, функция состояния.
Изменение энергии системы при изменении состояния равно работе по изменению состояния системы.
Другими словами - как только мы выяснили, что изменение какой-то величины при изменении состояния системы равно работе по изменению состояния - эта величина может называться энергией.
И - спасибо за то, что обратили внимание на эту статью. Будем разбираться.
2). Вы писали: --> Энергия системы - скалярная(?) физическая величина, функция состояния.
Изменение энергии системы при изменении состояния равно работе по изменению состояния системы.
То что вы написали, является ОПИСАНИЕМ энергии, причем частичным. И это выражение не является ОПРЕДЕЛЕНИЕМ энергии.
Это такая функция состояния, чьё изменение равно работе по изменению состояния.
Найдёте какую-нибудь функцию состояния (а их - ой, как много, хороших и разных), чьё изменение хоть в одном процессе равно работе по изменению состояния системы - имеете полное право называть её энергией.
Отсюда - изобилие "форм энергии".
Увы...
Тогда на "орбите" возникает нечто подобное стоячей волне с постоянным положением максимумов и минимумов, и о движении электрона речь не идёт.
Только ни в обсуждаемой "статье", ни пока что в комментариях, я не увидел правильных разъяснений - почему возникла проблема с устойчивостью электронных орбит?
Это один из способов уклонения от ответов на поставленные вопросы - вместо ответа на поставленный вопрос, Что удерживает возбужденный электрон в атоме? Вы оспариваете его.
Более того. В первых фразах "статьи" - откровенная - как бы сказать помягче - неразбериха: будто бы не выявлена природа электростатической связи между ядром и электроном.
Единственный "аргумент", выдвинутый Вами - в том, что взаимодействие движущихся заряженных тел не может называться электростатическим.
Но от этого закон Кулона не перестаёт выполняться.
Другое дело - что движущиеся заряженные тела взаимодействуют не только посредством "электростатического" взаимодействия, но и посредством магнитного взаимодействия. Вот эту разницу и подчёркивает термин "электростатическое", в отличие от электромагнитного.
Что тут непонятного?
И - что за "формулы" такие Вы имеете в виду?
И никакой проблемы с устойчивостью нету. Это у Сергея Заикина проблемы, а у атома всё и так хорошо.
В данном случае взята зависимость энергии электрона от расстояния до протона. Эту зависимость указана Сазоновым в предыдущей дискуссии http://maxpark.com/community/5654/content/2804119#comment-37380788 , а также в http://maxpark.com/community/5654/content/2804119#comment-37474520 но Вы можете найти эти зависимости в любом соответствующем учебнике.
Все Ваши придирки к постановке проблемы я рассматриваю как способ уклонения от поставленной проблемы.
В правильной постановке проблемы зачастую содержится половина успеха её решения.
В данном случае в постановке проблемы кроется причина её, "проблемы", неразрешимость.
А для правильной постановки проблемы необходимо овладеть системой научных понятий, описывающих рассматриваемые явления.
Олег Сазонов в приведённой Вами ссылке приравнял кинетическую энергию электрона и потенциальную энергию электрического взаимодействия электрона и ядра (в данном случае - протона). На каком основании, применительно к какому случаю - мне неведомо. К той дискуссии я давно потерял интерес.
О "соответствующем учебнике" говорить отказываюсь.
Похожих формул можно найти море, проблема - в их интерпретации, в понимании их смысла.
По крайней мере - у Вас.
В данном случае проблема поставлена правильно. Именно в такой постановке она только и может быть решена, а ее решение поможет решить еще множество других проблем. А то, что она Вам и многим другим участникам дискуссии не нравится, так это объяснимо:
- у Вас нет ее решения,
- проблема в осуществленной постановке подрывает основы существующих теорий атома,
- в существующих теориях строения атома поставленная проблема не разрешима.
Возбужденный это электрон или невозбужденный не имеет значения.
Поэтому электрон: не имеет орбиты, не вращается вокруг ядра, не может упасть на ядро.
С точки зрения квантовой электродинамики - на том уровне, как я это понимаю - электрон нельзя отождествлять с частицей, якобы вращающейся вокруг ядра.
Любая "частица" в микромире - это новая сущность, которой лишь отчасти можно приписать "частичечные", корпускулярные свойства. Но любая "частица" в то же время как бы "размазана" в пространстве (да и во времени, между нами говоря).
В данном случае - электрон присутствует в пространстве атома, во всём околоядерном пространстве.
А что касается "упасть на ядро" - то это просто невозможно. Локализация такой лёгкой частицы в такой малой области пространства неизбежно вызовет очень большую неопределённость импульса этой частицы - такую большую, что соответствующее значение её энергии будет достаточно для "убегания" частицы.
Вот и получается: "упасть-то, она бы и упала, да кто ей позволит?"
Уже по теореме Гаусса для электричества нет статики, там заряд интерпретируется как электрический поток, а поток (течение) не может быть статикой.
Тем не менее Ваша реплика выводит дискуссию в верное русло. С помощью электрических потоков возможно объяснить не только саму связь между электроном и протоном, но объяснить природу ее устойчивости. Но для этого нужно переходить в электродинамику и электродинамическое строение самих частиц.
Теорема Гаусса просто приводит к закону Кулона для точечных источников заряда.
Закон Кулона имеет принципиальные недостатки в зоне сингулярности (при приближении r к нулю). В сущности он перестает там работать (объяснять что-либо).
Закон Кулона теряет объяснительную способность и для диполей. А атом это совокупность диполей. Поле диполя теряет центрально-радиальную структуру параметров совместного поля.
И наконец уже упомянутый выше тезис, что электрические явления принципиально не являются статическими по своей природе. Поэтому могут адекватно описываться только электродинамикой.
В части поглощения и излучения фотонов, естественно тоже возникают вопросы, в частности:
- что из себя представляет энергия фотона?
- что из себя представляет энергия электрона?
- как происходит поглощение?
- что конкретно поглощается?
Ядро не внутри, а рядом, или на определенном расстоянии.
Не может упасть, потому что размеры электрона в десятки тысяч раз больше размеров ядра. А также потому, что напряженность электрического поля равномерно заряженного шара (пузыря) имеет максимум на границе шара. Поэтому протон стремится именно к границе электрона, но не внутрь.
Кстати, Ваши картинки электронов (орбиталей) вполне подходят для иллюстрации моих представлений об электронах - "пузыри", расположенные под определенным углом к оси атома.
1. Размазана вероятность обнаружения, а не частица.
2. К-захват хоть и маловероятен, но возможен. А энергия улетает в другом виде.
3. Импульс электрона в атоме скорее определен, чем не определен. А вероятности нахождения описываются уравнением Шредингера.
4. И несмотря на все это дурацкая орбитальная модель Бора позволяет рассчитать спектр водорода. :)
А от альтов никаких спектров не дождешься. :(
И куда вы помещаете сотни электронов атома, если они в десятки тысяч раз больше ядра?
Или ваша идея касается только атома водорода?
2. Конечно усугубляет. Может так усугубить, что электрон вообще убежит из атома.
Наконец-то мы нащупали соответствие с реальностью.
Во-первых, это с какого расстояния на электрон оный смотреть. При правильном выборе позиции и планеты можно считать точками.
Во-вторых, все без исключения законы действуют в ограниченном диапазоне параметров. Конечно, Кулон - не исключение.
Но, с другой стороны, я же против электродинамики ничего и не имею. Просто результат получится точно такой же.
Хорошо, что с математикой не в ладах, иначе отменили бы дифференцирование из-за отбрасывания бесконечно малых второго порядка.
Каков размер электрона по сравнению с размером атома водорода в основном состоянии (размером s-орбитали) ?
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Из скольки пузырей состоит один электрон?
А что такое "размер заряда" - наверное, одному Богу известно.
Да ещё - Сергею Заикину.
"то, что она Вам и многим другим участникам дискуссии не нравится, так это объяснимо:
- у Вас нет ее решения,
- проблема в осуществленной постановке подрывает основы существующих теорий атома,
- в существующих теориях строения атома поставленная проблема не разрешима. "
- говорит о том, что передо мной - безграмотный демагог.
Дальнейший разговор в таком тоне считаю бессмысленным.
Копенгагенская интерпретация и понятия волновой функции, и соотношений неопределённостей давно отвергнута.
3. "Импульс электрона скорее определён, чем не определён" - по-видимому, Вы здесь говорите о модуле импульса? Мгновенное направление вектора импульса орбитального движения электрона, насколько я понимаю, "скорее не определён"?
4. Спектр атома водорода позволяет успешно рассчитать и более логичная и цельная модель де Бройля. К тому же она даёт возможность расчёта и водородоподобных атомов (одноэлектронных ионов). Но что толку от этого?
А замечание об "альтах" - не понял. Давно не связывался с атомной физикой. Чуть ли не с третьего курса завязал... :-)
Классическое кулоновское поле электрического заряда носит центрально-радиальный характер. При этом предполагается, что заряд точечный. В реальности заряд даже одного электрона не является точечным, кроме того, в атоме множество положительных и отрицательных зарядов, что делает их поле не кулоновским - не точечным и не центрально-радиальным.
В атоме закон Кулона не работает и следует применять электродинамику.
А разговор в условиях различия точек зрения является наиболее продуктивным.
По-видимому, под "пространственной характеристикой" заряда Вы имеете в виду распределение заряда в пространстве? Тогда нет возражений, за исключением того, что все заряженные частицы имеют ненулевую массу покоя. И сообщить электрический заряд безмассовому объекту пока что не удавалось никому.
2. "Классическое поле электрического заряда" - имеется в виду поле неподвижного точечного заряда? Тогда дальнейшая Ваша фраза - простая тавтология.
А вот "заряд даже одного электрона не является точечным" - такое открытие желательно подтвердить. Тогда Вам нобелевская премия обеспечена.
3. "в атоме множество положительных и отрицательных зарядов" - это опять-таки тривиальное утверждение, если понимать под "зарядами" именно заряженные частицы. Но от этого поле этих частиц не перестаёт быть кулоновским. Работает принцип суперпозиции полей, знакомый Вам со средней школы, и суперпозиция кулоновских полей нескольких зарядов - также кулоновское поле.
Фразу "в атоме закон Кулона не работает" пока пропускаю.
2. "в существующих теориях строения атома поставленная проблема не разрешима." - много ли Вам известно теорий строения атома? Попытайтесь для начала хотя бы перечислить известные Вам теории.
Не Ваши ли это слова: "в существующих теориях строения атома поставленная проблема не разрешима"?
Вы не в курсе проблемы, не владеете системой научных понятий, используемой в физике атома, не имеете представления о теоретических моделях, используемых в физике.
Но это не мешает Вам делать безапелляционные заявления "о всей физике"
"Равномерно заряженный шар" - лишь идеальный объект, рассматриваемый в курсе электростатики. Эта модель игнорирует дискретность вещества и дискретность заряда (существование элементарного заряда), и не может быть применена в физике микромира.
Вещество состоит из атомов, атомы - из частиц. И нигде там не найдётся места для "равномерно заряженного шара".
И ещё.
Факт смещения энергетических уровней атома в магнитном поле полностью опровергает любую гипотезу о "неподвижном электроне" в атоме.
Вот у Вас в п.1 заряд это "величина" (ключевое слово), в п.3 заряд это "частица".
Так заряд это величина или частица?
Дефиниция заряда у Вас, в сущности, отсутствует. Как следствие этого - непонимание возможности существования не точечных зарядов, в частности, в электронах и протонах.
Кстати, электрические заряды существуют и вне частиц. Но об этом позже.
В данной ветке затронут подход к пониманию электрического заряда Гаусса. У него заряд это суммарный электрический поток, втекающий или вытекающий сквозь замкнутую поверхность, окружающую некую область пространства. У него заряд области пространства и поток, необходимый для заполнения этого области пространства - отождествлены. Заряд и поток даже одну единицу измерения имеют Кл.
Надеюсь понятно, что "поток" и область пространства, куда он втекает, по определению не могут быть точечными.
Дефиниция заряда - мною дана, не надо "включать дурочку".
В теореме Гаусса приравниваются заряд и поток вектора напряжённости электростатического поля через замкнутую поверхность, охватывающую заряд (суммарный заряд частиц, охватываемой этой поверхностью). Понимание заряда Гауссом обсуждать не стоит. Обсуждаем физику, а не историю физики.
И замечу, персонально для Вас, привередливый Вы наш. Гаусс не использовал единицу измерения заряда "кулон".
А поток напряжённости электрического поля Международной Системе единиц измеряется в вольт*метр.
Надеюсь, теперь понятно, что поток вектора напряжённости электрического поля не тождественен электрическому заряду.
Для объяснения, почему электрон не "падает" на протон нужно понимание электрона как объемного заряженного объекта. При равномерно распределенном заряде напряженность электрического поля имеет максимум на границе заряда. Внутри такого заряда напряженность равномерно спадает до нуля в центре, а вне заряда напряженность спадает до нуля в бесконечности. Поэтому не нужнО никакое вращения электрона вокруг ядра, для объяснения его непадения на протон. Соответственно формулу mV^2 можно просто удалить из рассуждений о связях в атоме.
С другой стороны Вы не правы, что в теореме Гаусса приравнивается заряд к потоку вектора напряженности. Приравнивается не заряд, а заряд, деленный на электрическую проницаемость.
∫sEdS = q/ ε0
Электрическую проницаемость можно же перенести к интегралу,
ε0٠∫sEdS = q
и используя соотношение
D = ε0٠E
получить:
∫s DdS = Фс = q
Что и требовалось. Электрический заряд, электрический поток Фс и полный интеграл токов смещения (поверхностных плотностей потока) равны между собой. Все три величины измеряются в Кулонах.
Так что без всяких "дурочек" переходите на понимание заряда как электрического потока, со всеми вытекающими из этого последствиями.
∫sEdS = q/ ε0 "
Боже мой, неужели и это надо разъяснять?
"Электрическая проницаемость" ε0 - это коэффициент, появившийся лишь в этом чудище - Международной системе SI. Гаусс использовал другие системы единиц.
И вопрос: "электрическая проницаемость" - чего?
Полагаю, пора прекратить эту бесполезную пикировку.
Учитесь физике настоящим образом, вместо того, чтобы заниматься "интерпретацией" случайно выхваченных формул.
Прощайте.
Единица измерения ε0 в данном случае играет ключевую роль.
В частности эта величина, умноженная на скорость света с, дает физический смысл фундаментальным константам - электрической ε0 и магнитной µ0 :
1/ε0٠с = µ0٠с = R (сопротивление вакуума).
А физический вакуум это есть эфир. Так что внесение ε0 в уравнения, характеризующие электрический поток и заряд, с неизбежностью вводит субстанциональную составляющую в процессы в том числе в атоме.
Вот против этого-то и возражают все современные физики. Не хотят вводить субстанциональную составляющую, которая неизбежна при понимании заряда как потока. Поток предполагает, что хоть что-то да должно течь сквозь некую поверхность, а течь при понимании вакуума пустотой - нечему.
Гаусс только начал вводить понимание заряда как потока, следующие физики продолжили, а Максвелл завершил электродинамику, базирующуюся на эфире.
Впрочем название не принципиально - эфир, физический вакуум, среда, темная материя, темная энергия ...
"Диэлектрическая проницаемость вакуума", "Максвелл завершил электродинамику, базирующуюся на эфире"...
Попробуйте поступить в вечернюю школу, либо в техникум, где работает нормальный, грамотный преподаватель физики.
А я с Вами - прощаюсь. Пора заканчивать этот ликбез.
Нужно вернуть всем физическим переменным, в том числе так называемым фундаментальным константам. Как-нибудь я Вам изложу их настоящий физический смысл. А пока усваивайте проницаемости и сопротивление вакуума.
К этим картинкам надо относиться осторожно. Нарисованы f-электроны, но если в атоме есть f-электроны, то должны быть и остальные слои. Где их разместить? Какая каша получится от совмещения огромного количества вращающихся орбиталей? Вы подумали об этом?
Считать все эти пузыри электронами гораздо практичнее. Все встает на свои места.
Уровни s, d, p, f, и т.д. - это слои электронов.
Наглядно объясняется дискретность местоположения слоев.
Наглядно объясняется периодичность элементов в таблице - 2 - 8 - 8 - 16 - 32.
Наглядно объясняется валентность - нет электрона, но есть местоположение в оболочке-слое, которое подлежит заполнению.
Наглядно объясняется принцип Паули - каждый электрон имеет свое местоположение в системе атома, это местоположение характеризуется своими дискретными свойствами, получившими наименование квантовых чисел. И никакой другой электрон не может занять уже занятое в атоме место и поэтому не может иметь одинаковые свойства с другими электронами.
4. Да, более цельная. Кто бы спорил? Но вопрос был в том, можно ли отождествить электрон с частицей? И тогда встает второй вопрос - с какой целью? Если с целью рассчитать спектр, то почему нет?
Альты - это те, кто говорит - жизнь - это не жизнь, смерть - это не смерть, атом - это не атом, вакуум - это эфир (не вакуум), частиц - нет, Эйнштейн - шарлатан, математика - для запудривания мозгов и т.п.
Правда, моё отношение к барионному заряду как к научному понятию и как к физической величине - мягко говоря, скептическое.
Но это - другая история.
могут трактоваться как отсылка к копенгагенской интерпретации.
Если Вы имели в виду нечто иное - то действительно, не причём.
Просто, как Вам, безусловно, известно, иногда пытаются свести суть соотношений неопределённостей к обсуждению процедуры измерения.
Существуют электроны - свободные и в атоме. С ними у вас большие проблемы.
Я уже в другой теме написал, что процедура измерений (предложенная Эйнштейном) может приводить к такой удивительной вещи, как запутанные состояния, при которой неопределенность Гейзенберга все равно вылезает, хотя и совершенно невообразимым образом.
И парадокс ЭПР, и квантовая телепортация ещё ждут своего полного фундаментального осмысления.
Представьте себе спутник. Летает себе по круговой орбите вокруг Земли. Радиус орбиты R0, скорость V0. Затем спутник на некоторое время включает двигатель, который придаёт спутнику дополнительный импульс и энергию. Как изменится скорость спутника и радиус орбиты? Ну, радиус-то, понятно увеличится, а вот скорость станет быстрее или меньше? Так вот, самое забавное при этом, что скорость станет меньше!
Ну и, во-вторых, Вы не понимаете, что логика движения макроскопических объектов в центральном поле неприменима к электронам в атоме. Мы до сих пор не знаем, что там есть и как оно устроено. У нас есть некие модели, у нас есть формулы, у нас есть результаты экспериментов, но мы до сих пор не знаем, как устроен атом.
Не подменяйте поставленную проблему.
Не доказывается, а постулируется - исходя из неизвестных (или ложных) посылок.
Но эта скорбь - продолжение нерешённости многих проблем школьного образования. Решение тех проблем было искусственно прервано действиями, обусловленными реформаторским зудом известных деятелей.
Приведите формулы, которые описывают удержание.
PS И Вы не сказали волшебного слова "пожалуйста".
Надо полагать, подобными придирками Вы пытаетесь подменить поставленную проблему, потому что ее постановка не устраивает Вас, либо Вы ее просто не улавливаете.
Специально для Вас повторю суть проблемы.
Атомы в реальности предельно устойчивы, но по математическим зависимостям, описывающим силы, действующие на электрон, и энергию, которой обладает электрон, получается их неустойчивость.
Вот уравнивание энергий - mV^2/2 = е^2/8πεr
Если перейти к силам, то принципиально ничего не изменится. Расстояние R в электрическом взаимодействии электрона и протона останется в знаменателе, что означает увеличение силы притяжения при уменьшении r. Вы как-нибудь сосредоточьтесь и осознайте этот феномен, что сама процедура притяжения еще больше увеличивает силу притяжения, а удаление уменьшает силу притяжения. И то, и другое делает состояние неустойчивым, а процесс изменения r необратимым. Электрон по формулам либо должен упасть, либо улететь из атома.
Но он не делает ни того, ни другого. Отсюда вывод, что с формулами (зависимостями от расстояния) какой-то непорядок.
Спектр излучения нейтральных атомов как раз характеризует переходы электронов в возбужденное состояние и обратно. Если атом теряет электроны, то он становится ионом, в этом случае спектр излучения иона связан с переходами электронов, оставшихся в этом ионе.
Я бы не стал так зверствовать и ограничился чем-то навроде Квантовой Механики Блохинцева.
Вы здесь влезаете в достаточно сложную область - светостойкость, которая больше связана с молекулами, чем с атомами. Обычно, наличие в молекуле функциональной группы, способной легко потерять электрон, приводит к снижению его светостойкости, относительно ближайших аналогов, не имеющих такой группы.
Я же спрашиваю, не "какие бывают фотоны", или ионы. А что удерживает электрон в атоме?
Наиболее близким к ответу на поставленный мною вопрос можно считать Ваш тезис: "Электрон в атоме удерживает электростатическое поле ядра".
Однако электрическое поле ядра (статическое или динамическое - это особый аспект, который требует отдельного и последующего рассмотрения) имеет обратную зависимость от расстояния. И в этой специфике зависимости собственно и заключается суть моего вопроса. Зависимость от расстояния такова, что уменьшение этого расстояния ведет к еще большему его уменьшению от притягивания. Увеличение расстояния наоборот уменьшает силу притяжения, что ведет к еще большему увеличению расстояния.
В результате вся концепция удержания на основе закона Кулона имеет крайне неустойчивый характер.
Что Вы убегаете от этого парадокса на смежные вопросы. Это же бессмысленно.
Или Вы так и не поняли сути этого парадокса?
Отсутствие объяснения удержания электронов при применении для этого закона Кулона приводит к отсутствию объяснения светостойкости атомов. По закону Кулона (с его обратной зависимостью сил и энергий взаимодействия от расстояния) любое изменение расстояния должно приводить к еще большему изменению расстояния в том же направлении.
Применительно к свету, облучение вещества потоком фотонов приводило бы к немедленному рассеиванию электронов из атомов, что эквивалентно разрушению вещества. Однако этого в реальности не происходит, что наталкивает на мысль, что применение закона Кулона (электрического притяжения по закону Кулона) - неверно.
В чем именно неверно - предстоит выяснять.
> "Вы как-нибудь сосредоточьтесь и осознайте этот феномен, что сама процедура притяжения еще больше увеличивает силу притяжения, а удаление уменьшает силу притяжения. И то, и другое делает состояние неустойчивым, а процесс изменения r необратимым."
Потрясающе! Вы доказываете, что положение заряженного тела вблизи другого точечного заряда неустойчиво! А откуда оно должно быть устойчивым? Электроны "ДВИЖУТСЯ" вокруг ядра, и ни о каком равновесии речь не может идти.
Вы "как-нибудь сосредоточьтесь" и осознайте, что помимо энергии, есть и другие характеристики движения, "интегралы движения", и помимо закона сохранения энергии есть, например, и закон сохранения импульса, и закон сохранения момента импульса.
Может быть, тогда поймёте, что Ваш "непорядок с формулами" - лично Ваш непорядок?
Жаль, что эта теорема излагается лишь в курсе профильного изучения физики. Отсюда - все Ваши проблемы.
Так об этом и речь, что по закономерностям поведения электрических зарядов, принятым в классической теории атома, "ни о каком равновесии речь не может идти", а в реальности атомы и электронные связи очень устойчивы. В этом заключается неувязка - между описанием связи между электроном и протоном с помощью электростатических закономерностей, имманентно предполагающих неустойчивость связей, и реальностью, в которой эти связи устойчивы.
Похоже Вы начинаете "въезжать" в суть проблемы?
Вы же лишаете его удовольствия самому ответить на поставленные вопросы.
Наслаждайтесь - но в тишине, и без обсуждения фундаментальных вопросов.
А в научном познании принцип верификации и принцип фальсифицируемости (возможности опровержения) - краеугольный камень, обеспечивающий возможность построения достоверного знания.
Так что - пардон. Сколь раз увижу ложь или ошибки - столь раз и опровергну.
И обнаружение в атоме, помимо электронов, ещё и положительно заряженной частицы - "ядра" - выдвинуло проблему объяснения устойчивости такого "планетарного", атома.
Но проблема - не в характеристиках кулоновского взаимодействия, а в том, что орбитальный электрон движется с ускорением (центростремительное ускорение).
А любая заряженная частица, движущаяся с ускорением, неминуемо должна излучать э/м волны. Это доказал Дж.К.Масвелл.
И электрон неминуемо должен потерять свою энергию - и кинетическую энергию движения, и атом - потенциальную энергию электростатического(!) взаимодействия. Электрон должен упасть.
Вначале Н.Х.Д.Бор сформулировал свои "постулаты" с правилом квантования, высосанным "из пальца". Они давали (он подогнал так) правильные значения энергетических уровней в атоме водорода. И получил Нобелевскую премию.
Но причина устойчивости боровских орбит была неясна.
Пока не пришёл Луи де Бройль.
Но это - "совсем другая история".
Вы, всё-таки, поинтересуйтесь теоремой Ирншоу. Может быть, тогда часть Ваших "вопросов" найдут более простое решение?
Видимо Вы тоже так и не поняли суть изложенного парадокса.
http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37658282
С статье ставится совсем другая проблема.
Печально я гляжу на ваше поколенье...
"Рассказ..."
Вы сначала дайте объяснение на поставленный вопрос, а потом уж будем разбираться, кто чего не понимает.
Еще у вас ошибка, вы рассматриваете электрон отдельно от атома, в данном случае посредством электрона энергию получает атом, возрастает энергия атома в целом, как связанной системы - чем прочнее связь, тем меньше энергия системы, атом, потерявший часть электронов, может обладать очень высокой энергией, но тут лучше остановиться, так как дальше идет уже химия
Для описания устройства атома закона Кулона маловато. Даже у водорода- простейшего атома, электроны стремятся создать электронную пару, объединив атомы в молекулу и создав молекулярную орбиталь. Что уж тут говорить о гораздо более сложно устроенных атомах, в которых десятки электронов
В целом эта формула характеризует не энергию электрона, а энергию взаимодействия полей электрона и протона. Но именно в ней кроется суть выявленного противоречия, суть которого в том, что величина энергии электрического взаимодействия уменьшается с увеличением расстояния между зарядами, а возбуждение электрона (атома) предполагает переход на более высокую орбиталь.
Переход электрона на более высокий уровень предполагает увеличение r.
Но увеличение r ведет к уменьшению энергии (и силы) взаимодействия зарядов.
Возбуждение электрона увеличивает его энергию взаимодействия, но переход электрона на более высокую (удаленную от ядра) орбиталь предполагает уменьшение энергии взаимодействия зарядов.
Ошибка не у меня, а в примененной формуле.
Что же касается "неустойчивости" движения электрона по орбите - попробуйте понять (в Ваших же терминах), почему устойчивы орбиты планет, например - земная орбита. Если Земля приблизится к Солнцу - она будет сильнее притягиваться к Солнцу. Ну, и так далее.
Итог: Самый большой парадокс в том, что за обсуждение строения атома берутся люди, не знающие даже классической физики.
Про "людей, не знающих даже классической физики" - это Вы напрасно, во-первых, в научных дискуссиях принято обсуждать не людей, а их высказывания. Во-вторых, с чего Вы взяли, что к электрону применимы механистические воззрения классической физики. В-третьих, у меня совершенно однозначно сказано, что в реальности атом предельно устойчив, что его неустойчивость только по принятым химиками формулам, описывающих удержание электрона в атоме. Из чего следует, что проблема в этих формулах или их интерпретации.
О Вашем "во-вторых" - с чего Вы взяли, что я считаю, что к электрону применимы "механистические воззрения классической физики"? Тут начинается тролинг: вопрос на вопрос. Давайте договоримся без этого.
Что за "принятые химиками формулы"? И какое химики имеют отношение к вопросам устойчивости атома?
Мне - непонятно.
А не всякие там s-орбитали?Не мудрено и видение вами парадокса.
Если это так, то, что такое, по-вашему, орбиталь?
Во-вторых, при поглощении атомом некоторой определённой порции энергии, фотона, электрон переходит на более удалённую от ядра орбиту, на которой скорость электрона будет меньшей, чем была до поглощения.
Скорость электрона будет меньшей?? Так уменьшение скорости означает уменьшение энергии электрона. Тогда нелогично говорить о "поглощении" энергии электроном. Поглощение - это же прибавка, а торможение это уменьшение энергии.
Нарушается логика процессов.
О планетарной модели атома Вы что-либо слышали? Похоже, что нет.
Электрон, по моим представлениям, имеет стационарное местоположение относительно оси атома. Говорить, что он неподвижен, наверно, неточность. Электрон сам по себе является средоточием процессов, электромагнитных явлений.
Планетарная модель для атома не применима.
Как Вы объясните магнитный момент атома в рамках предположения о "стационарном местоположении электрона"? И как Вы тогда объясните зеемановское расщепление спектральных линий атома в магнитном поле?
Однако, чтобы устранить выявленное противоречие, нужно сначала признать его наличие, сформулировать его суть, а уже потом искать пути разрешения. Но пока я не вижу даже признания наличия противоречия, хотя сформулировал его множество раз.
?
Противоречие сформулировано в исходном тексте, и вполне коротко. Еще короче -
http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37679758
НЕ может изложить - даёт ссылки.
В данном случае никакого противоречия нет, я об этом говорил.
Повторю ещё раз.
Потенциальная энергия взаимодействия двух неподвижных разноимённых "точечных" зарядов действительно бесконечно возрастает при уменьшении расстояния между ними.
И это означает лишь то, что в атоме электрон и ядро не могут находиться в состоянии покоя. И - не находятся в оном.
Это Вам понятно?
А ваши рассуждения про какую-то другую проблему в данном случае для меня не очень актуальны.
Кстати, это полностью соответствует теории Томаса Куна о научных революциях - приверженцы старых и новых воззрений не сходятся вовсе не в ответах на одни и те же вопросы, а расходятся в составе самих проблем и вопросов, которые должна разрешать наука на данном этапе.
Соответственно я выбираю те проблемы и противоречия в существующей теории, которые кратчайшим путем проявляют несостоятельность существующих теорий. А Вы не соглашаетесь с наличием этих проблем. Для смены парадигмы это обычная ситуация.
«Ось атома» - Это что же, электрон вращается вокруг этой оси, или Вы имели в виду центр атома?
Если электрон имеет стационарное местоположение относительно центра атома, то почему же он не упадёт на ядро под действием электростатической силы притяжения?
Во-вторых, электрический заряд электрона распределен по его объему. Для объемного распределения заряда величина электрической напряженности максимальна на границе заряда. Внутри напряженность линейно спадает до нуля, а вовне по 1/r^2 спадает до нуля в бесконечности.
Протон может приблизиться к электрону только до его границы.
Электрон не вращается вокруг ядра. Это не нужно, поскольку непадение объясняется выше указанным способом.
Ось атома образуют s-электроны. Остальные электроны облепляют s-электроны четверками. Это наглядно просматривается на рис, приведенных http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37666118
Два нижних рисунка пучков электронов. Справа нечто похожее на s-электроны, а слева - четверки электронов, нанизывающиеся на ось из s-электронов. Остальные электроны либо нанизываются на ту же ось параллельно предыдущим четверкам, либо уже по 8 и поверх имеющихся в атоме четверок.
Такая конструкция решает (объясняет) множество свойств строения атома.
Все эти сложности проходят в школе и на первых курсах технических и химических вузов. Данная теория прекрасно работает на практике.
Ну, накрайняк, если не любите чтоб было просто - можно d-показать. Но не f- же!
d-орбитали. На орбиты совсем не похожи. :)))
Но f все же красивше. :)
Только если бы мир был населен исключительно сазоновыми и хромовыми мы бы никогда не узнали, что живем в гелиоцентрической системе...
Орбитали - реальность, а птолемеевы эпициклы оказались фикцией.
Для людей живших на протяжении этих веков эпициклы были далеко не фикциями, точно так же как для вас сейчас орбитали...
Но пройдет ещё какое-то время и очередной почитатель акдемической науки назовет ваши орбитали фикциями... таков прогресс, но в науке он слишком консервативен...
С орбиталями все гораздо сложнее, так как имеется огромное количество фактического материала, подтверждающего такое строение атома
Мне нравятся две последние картинки, s-электроны на оси атома, а остальные четверками нанизываются вокруг оси из s-электронов. Такая конструкция объясняет валентность и необходимость дополнения именно до 4-х или 8-ми электронов.
Но попробуйте объяснить с точки зрения вашей колокольни,почему маятник качается всегда в одной плоскости, разве это не глобальная точка отсчёта?
Надеюсь вы знаете, что в атоме водорода один электрон?
Но когда он на d- или на f-орбитали, его вероятности похожи на такие красивые пузыри. :)
На s-орбитали - один пузырь.
На p-орбитали - двойной пузырь
На d-орбитали - четверной пузырь.
На f-орбитали - восьмерной пузырь.
Система Коперника практически нигде не используются - только при объяснении школьникам устройства Солнечной системы и при расчетах орбит межпланетных полетов.
А Луна и все, что ближе рассчитывается по Птолемею, в том числе и ваши походы в магазин. :)
Вы мне ещё про про ряд Фурье расскажите, образованный вы мой.
Возможно у Вас появятся хотя бы сомнения в версии вращения электронов вокруг ядра.
Не знаю зачем использовать эпициклы для навигации? Для навигации использовались не движущиеся планеты, а неподвижные звезды и Солнце.
Так что планетарная структура атома в своем первоначальном виде практически умерла
ħ - постоянная Планка, имеет размерность, совпадающую с единицей измерения момента импульса (количества вращательного движения).
Для s-электронов L = 0, поэтому и момент импульса электрона Li равен нулю, что означает отсутствие вращения s-электронов. Это уже "не все".
Во-вторых, приведенные картинки пузырей вероятностей местонахождения электронов в пространстве показывают дискретность и локальность этого местонахождения. Признаки вращения (непрерывности местонахождения вокруг ядра) отсутствуют. Следовательно, вращение вокруг ядра отсутствует и для электронов других оболочек.
Если для s-электронов нет вращения в силу количественного равенства нулю орбитального момента, то для прочих уровней - в силу квантовых значений вероятности местонахождения электронов в атоме.
Собственно поэтому теория описания частиц стала называться квантовой - потому что сами описываемые объекты имеют дискретное местоположение, конечные и вполне определенные размеры и пр.
Для непрерывного вращения в атоме просто нет места.
Если вы ничего не слыхали про соотношение неопределенностей Гейзенберга, то это не значит, что его нет.
Вам кажется, что вы залаете оригинальные и хитрые вопросы. А на самом деле это все давно известно и скучно.
Вы постоянно рассуждаете примитивно и феноменологически.
Может стоит ознакомиться с серьезной литературой?
Посмотрите, например здесь:
http://alexandr4784.narod.ru/l04/l4_gl05_52.pdf
И я не понял ваших уклончивых ответов про расположение ядра и электрона в вашей модели атома водорода. Электрон надет на ядро или находится рядом?
Протон (радиусом 0,00000084 нм) в атоме водорода находится на границе электрона, размер которого равен радиусу боровской "орбиты" - 0,0529 нм. То есть рядом с электроном, но может "удаляться" (по-видимому, за счет уменьшения радиуса электрона).
У вас-то точно сотня электронов рядом с ядром не поместится. :)
Размещение электронов слоями позволяет объяснить наконец природу квантовых чисел и вообще квантовой механики. Электроны же занимают конечный, конкретный и дискретный объем пространства, поэтому квантовые числа дискретны и характеристики электронов не могут повторяться, так как электроны не могут налагаться друг на друга. Отсюда и принцип Паули. Отсюда и дискретные изменения энергии.
Валентность получает наглядность. Количество местоположений электронов в слое ограничено, заряд ядра тоже определенный, количество занятых и вакантных мест в наружном слое определяет валентность каждого атома.
А что у вас с формой орбиталей? Вы уже объяснили почему Н2О образует угол (и имеет дипольный момент), а СО2 не образует?
Кулоновское взаимодействие в диполе практически не действует. Сама связка зарядов изменяет характер полей, в частности, преобразует радиальное всенаправленное электрическое поле в одно направленный электрический поток (электрический ток) между зарядами, который и становится той "веревочкой", которая выполняет функцию связи между электроном и протоном.
СО2 не смотрел, а Н2О прикидывал. Модель молекулы воды такова. Электроны водородов заполняют вакантные местоположения с верхнем слое атома кислорода в двух разных "четверках" и с разных сторон относительно оси атома кислорода. Четверки электронов в атоме кислорода смещены по углу относительно друг друга на пол-электрона.
К сожалению расчет на пол-градуса не совпал с известным углом диполя.
Если СО2 не образует диполя, значит молекула получается с геометрически симметричным расположением зарядов. А в воде протоны водорода прицепились к своим электронам, встроившимся в атом кислорода, и торчат в разные стороны под углом 104,5 градуса относительно ядра кислорода.
Например, тут:
http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem1/P4_3.htm
И метод молекулярных орбиталей:
http://physic.kemsu.ru/pub/library/learn_pos/Chem/%D0%93%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%B0%2005.htm
который дает шесть значащих цифр при расчеты энергии молекулы воды.
Эта проблема уже как-то поднималась, что в химии (фактически) для каждого явления придумывают свой специфический метод объяснения. И этот метод годится только для объяснения одних свойств атомов, при объяснении других свойств применяют другой метод, который "забывает" о существовании смежных.
Например, при расчете орбиталей в атоме водорода учитывается центральное поле ядра, но не учитывается поле самого электрона. В многоэлектронных атомах учитывается Z (число протонов), но снова не учитываются электрические поля многочисленных электронов. Куда делись электрические поля электронов?
Молекулярные орбитали добавляют влияние ядер других атомов, но почему-то не добавляют влияния чужих и своих электронов.
Я уж не говорю о прочих свойствах и явлениях в атоме - механических, оптических, магнитных, пространственных, динамических, радиоактивных и т.д.
Несвязность, нестыкуемость разных описаний в целостную теорию атома это и есть противоречивость теорий.
В самом атоме нет противоречивости.
Конечно влияет. Но не настолько, чтобы изменились свойства Солнечной Системы.
Вот вам и кажется, что вы можете сказать в науке свое веское слово. :)
Вы хоть немного думайте, что пишите. Как вообще возможно "изучать науку"?!
Изучать возможно лишь научные труды, но не науку. Наукой занимаются (как родом деятельности).
Атом становится асимметричной (анизотропной) системой.
Такую идею можно встретить у проф. Канарева.
Что касается математической модели, предложенной им, то ее нужно анализировать. Здесь много разных вариантов реализации.
Это же ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ. Корпускула может иметь СВОЙСТВА, похожие на волновые, но никогда не будет волной. То же и о волне, которая НИКОГДА НЕ БУДЕТ ЧАСТИЦЕЙ.
А разрешить логическое противоречие "слабо"?
Ковыряйте свои "изюминки" сами.
Если вы и после этого ничего не поймете, значит не судьба.
А еще подумайте над тем, что на уровне моря первая космическая скорость равна 8 км/с, а Луна летит по орбите со скоростью 1 км/с.
Вот и думайте, как кинетическая энергия зависит от радиуса орбиты.
Вы можете ответить - что удерживает планету на орбите?
Закон Кулона к явлениям в атоме не применим. Соответственно какая-либо аналогия явлений в атоме с явлениями из области гравитации - неуместна.
Сначала вы говорите, что закон Кулона приводит к нестабильности. Когда же вам доказываешь, что к стабильности и даешь аналогию с гравитацией, которая имеет ту же формулу, что и закон Кулона, вы говорите, ЧТО ЗАКОН Кулона неприменим...
Но зачем же вы его применяете???
Давайте будем последовательны и скажем, что орбитальная модель Бора соответствует наблюдениям, при учете квантовых эффектов.
Так же и в орбитальной модели электрона.
Мой тезис заключается в том, что Ваше применение закона Кулона к явлениям в атоме неправильно. Это применение не позволяет объяснить устойчивость электрических явлений с электроном, приводит к многочисленным противоречиям и нестыковкам с другими теоретическими положениями.
Раз именно Вы предложили (в предыдущей дискуссии) уравнения на основе закона Кулона, следовательно Вам и разгребать противоречия, возникшие от применения этого закона, изложенные в моем исходном тексте.
Или отказаться от использования закона Кулона и предложить что-то новое.
Из утверждения, что закон Кулона в атоме неприменим вовсе не следует, что его применение не позволяет объяснить устойчивость электронной орбиты, так как если электрон не будет излучать, то он будет иметь устойчивую орбиту по закону Кулона.
Что отклонять?
Виноват не проверил.
2. Проблема излучение (или не излучения) электрона это ложная проблема в силу п.1.
3. Противоречивость закона Кулона в обратной пропорциональности силы притяжения от расстояния между зарядами. Модель атома на законе Кулона в принципе никогда не может быть устойчивой.
В целом можно отметить, что у Вас очень стойкие стереотипы мышления - Вы никак не можете усвоить что-либо альтернативное Ваши представлениям. Приходится по много раз повторять Вам одни и те же тезисы, но Вы их либо игнорируете, либо тут же забываете.
2. У атома водорода есть спектр излучения по факту. Поэтому любая теория должна начинать с получения выражения для этого спектра.
3. Вы постоянно делаете это ошибочное утверждение. Почему??? Разве вы не знаете, что хотя яблоко и падает на голову Ньютона, но Луна не упадет никогда!
Мы привязываем ноль координат к центру Солнца.
Вся околоземная космонавтика прекрасно работает в системе Птолемея и может свести с ума в системе Коперника.
Существующая модель строения атома неверна?
В данном случае вычленен один аспект атома - связь между электроном и протоном. И тут же полезли противоречия.
Комментаторы - кто во что. Полный сумбур "в показаниях".
Если посмотреть на свет - фотон/частицу и на свет - волну, то это абсолютно противоречивые модели. Но каждая из них совершенно адекватно описывают свою сторону света. При этом, переходя по сплошному спектру света в сторону радиоизлучения волновая модель начинает превалировать, а в сторону гамма-излучения всё больше подходит фотон-частица.
Возьмитесь за это и предложите единую непротиворечивую модель, а благодарное человечество поставит вам памятник. :)
В учебниках и научной литературе об этом противоречии ничего не сказано, вот все и не решаются его признать.
К сожалению и Вы упорно не хотите замечать это противоречие и уклоняетесь от его рассмотрения. Такая "невнимательность" вполне объяснима. Ведь усмотрение и признание указанного противоречия приводит к фактическому полному краху классическую теорию атома.
Тем не менее, к рассмотрению и этой модели непременно перейдем, но позже и в отдельном обсуждении с предположительным названием "В атоме облачно" ))
Меня удивляет, что вы в упор не хотите этого замечать. И не хотите отвечать - чем принципиально отличается гравитационное взаимодействие от кулоновского? Ведь закон притяжения у них одинаков...
Объясните.
Попробуйте устранить противоречие, оно сформулировано именно для Вас - выше : http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37679210
Если вы не жили вблизи моря, то я вам скажу, что волны моря могут быть не только ласковыми, они порой разрушают бетонные сооружения, как будто они сделанны из тростника и глины... Надеюсь у вас не хватит наглости утверждать, что морские, звуковые и любые другие волны отличаются по своей природе от световых... Если и есть между ними отличие, то только в их частоте...
У меня даже нет слов. :(((
Начните с пятого класса и лет через 5 поговорим.
Потенциальная энергия при увеличении радиуса орбиты растет, а кинетическая падает.
С одной стороны говорится, что при поглощении фотона энергия электрона увеличивается и он переходит на более удаленную орбиту, а с другой стороны при удалении от ядра электрическое поле ядра ослабевает по закону Кулона, при этом уменьшаются и энергия, и силы взаимодействия зарядов.
А Ваш тезис, что еще и кинетическая энергия падает, только добавляет остроты обнаруженному парадоксу. Выходит фотон еще и тормозит электрон?
Очень жаль, что Вашей головой не обнаруживаются такие очевидные противоречия.
Может вам все же стоит поинтересоваться спутниками, их скоростями, энергиями, расчетами орбит...
Найдете для себя много нового и захватывающе интересного.
А я уже не могу объяснять, что дважды два четыре, а не пять и не шесть. :(
Кремний - это Si, а стекло это силикат кальция и натрия - nCaSiO3 * mNa2SiO3.
Вы перепутали Кремний и Кварц - SiO2, он же Горный хрусталь, он же кварцевый песок, он же кварцевое стекло.
Кварц - э\то двуокись кремния, а не кремний, между ними примерно такая же разница, как между углем и углекислым газом.
А сомневающиеся в наличие электронов физики пусть вспомнят Кинескопы и электронные лампы, где электроны обеспечивают их функционирование
Что такое плотность атомов? Думаю, что никто здесь этого , кроме Вас не знает.
просто плотность элементарного кремния - 2,33 г/см3, плотность стекла 2,5-2,6 г/см3.
Плотность кварца 2,2 г/см3. Металл литий вообще непрозрачен, но плотность у него всего 0,53 г/см3 - что почти в 2 раза меньше чем у воды.
Вы вообще понимаете суть прозрачности и непрозрачности?
Хотя зачем спрашивать, когда и так ясно, что последует доморощенное заведомо неправильное объяснение, не имеющее ничего общего с научным.
улететь с орбиты, либо упасть на протон.
Что же удерживает электрон (спутник) на орбите, если, по формулам, его положение на ней так неустойчиво, чего мы не
учитываем?
Если спутник включает двигатель, то ожидается, что он увеличит скорость, но вместо этого он переходит на более
высокую орбиту своей планеты и уменьшает скорость.
Чтобы понять почему так происходит, нужно допустить, что среда вокруг планеты, в которой движется спутник,
градиентно уменьшает свою плотность по направлению к центру планеты. См.
http://maxpark.com/community/5654/content/2274196
Тогда при добавлении энергии спутник (электрон) затратит эту энергию на преодоление всё возрастающей плотности
среды, увеличит орбиту, но потеряет скорость, а при уменьшении энергии уменьшит орбиту, но получит приращение
скорости за счет того, что на нижней орбите плотность среды меньше. То есть природа сама позаботилась ввести
отрицательную обратную связь в движение планет и спутников (электронов), чтобы они не падали и не улетали.
В атоме среда вообще отсутствует, поэтому электрон вращается вокруг ядра без потери энергии.
Кстати, можете не убеждать меня в том, что вы верите только в пустоту, я это знаю.
И они устойчивы, сколько бы альты их не заклинали.
А насчет орбит объясните следующее:
Для подъема спутника на более высокую орбиту, включают двигатели, которые придают спутнику ускорение. Ускорение, как известно, дает приращение скорости, но только не в этом случае. Спутник переходит на более высокую орбиту и… теряет скорость.
Если бы скорость увеличилась, или даже осталась прежней, то спутник оказался бы в неустойчивом положении и продолжил бы менять орбиту на всё более высокую, так как влияние планеты на спутник уменьшается с набором высоты.
При торможении спутник уходит на более низкую орбиту и ушел бы вниз навсегда из-за увеличения влияния планеты на спутник, даже несмотря на то, что его скорость после торможения оставалась бы больше первой космической. Но он остается на конкретной орбите.
Объясните это.
А про спутник вам должны были еще в школе объяснить, как и про ускорение.
Может еще таблицу умножения обсудим?
Вопрос: "Почему спутник, несмотря на ускорение, теряет скорость?"
Не знали?
Прежде чем задавать вопрос можно было и узнать, что такое ускорение, чтобы не выглядеть глупо.
Он наверное натерпелся от общения с вами.
Вы тоже не знаете, что такое ускорение? Может вы думаете, что спутник может лететь без ускорения?
Значит вы всё-таки не знаете, по какой причине спутник теряет скорость, иначе зачем бы вам понадобилось уходить от прямого ответа.
Есть связи орбитальной скорости с высотой орбиты. Для разных орбит вы можете посмотреть уравнения здесь
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C
Ваш же вопрос некорректен. Если вы на некоторое время включаете двигатель для ускорения по вектору орбитального движения, то вы изменяете орбиту - она вытягивается в сторону ускорения. То есть, если орбита была круговой, то она становится эллиптической. После выключения двигателя спутник продолжает удаляться от земли и при этом замедляться, так как на него действует гравитация. Минимальная скорость достигается в самой удаленной точке орбиты (апогее), после чего путник движется к земле с возрастающей скоростью, которая достигает максимума в ближайшей точке к земле (перигее).
Но это все слишком длинно и нудно, чтобы здесь расписывать.
Думайте, ищите и обрящете.
Приведенные Вами же рисунки, якобы, орбиталей вращения наглядно показывают его отсутствие. Не достаточно этих слов читайте http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37731627
А в отсутствие вращения электронов - всякая аналогия атома с планетными системами оказывается просто несостоятельной.
В атоме не применимы ни идеи уравнивания сил притяжения и отталкивания, позаимствованные из теории Ньютона, ни сам закон Кулона, построенный на тех же идеях.
В электродинамике закон Кулона давно замещен уравнениями Максвелла, которые вообще работают уже с электрическими и магнитными ПОТОКАМИ, а не с силами.
Оставьте уже свою планетарную модель атома, как исторически пройденный этап развития физики.
И разве я запрещаю вам работать непосредственно с уравнениями Максвелла? Работайте сколько хотите. Но если вы делаете элементарные ошибки с Кулоном, то вряд ли вас спасет Максвелл.
"Период обращения больше для той орбиты, которая сама больше. Чем меньше высота орбиты, тем быстрее движется по ней корабль. Новичкам это не совсем понятно. Если вы хотите замедлиться, следует дать тягу вперед (prograde). Это увеличит размеры орбиты и замедлит движение корабля (увеличится период обращения). Если же нужно ускориться, следует затормозить на орбите (реверсная тяга, retrograde), что приведет к уменьшению размера орбиты и увеличению скорости корабля на ней. Период обращения уменьшится.
Мне бы хотелось резюмировать вышесказанное в таком выражении - "На орбите, для того, чтобы ускориться, нужно замедлиться и наоборот, для того, чтобы замедлиться, нужно ускориться!" Чистый бред, а?!"
http://kulch.spb.ru/Doc/Tutorial_1/orbitaloperations_rus.htm
Поэтому достаточно найти действительное объяснение стабильности связей электрона и протона (не улетание и не падение), и вращение становится не нужным.
Для этого всего-то нужно изменить ряд постулатов:
- электрон не является точечным, а объемным равномерно заряженным объектом.
- Для объемного распределения заряда максимум напряженности (силовой характеристики) приходится на границе заряда.
- протон, как заряд с противоположным знаком, будет располагаться именно на границе электрона, на максимуме напряженности.
- вращение электрона отсутствует, поэтому центробежная сила тоже отсутствует.
- сила электрического притяжения остается, продолжает притягивать электрон к протону, в том числе при поглощении фотона.
- при поглощении фотона энергия электрона увеличивается, что приводит к более энергичным его внутренним колебаниям. В результате его радиус (длина собственной волны) уменьшается.
- аналогичное явление уменьшения λ наблюдается для энергичных фотонов.
- r это λ, противоречие разрешено.
2. Вы согласны с тем, что электрон не больше того отверстия в которое он сможет пролететь?
3. А из каких соображений вы считаете, что заряд электрона расположен в сфере равномерно?
4. На какое расстояние надо сблизить электрон с позитроном, чтобы произошла аннигиляция? Можно ли это расстояние считать диаметром электрона?
5. Откуда же берутся орбитальный и магнитный моменты электрона в атоме водорода?
6. Как-то нелогично, что при увеличении энергии внутренних колебаний радиус уменьшается.
Если бы спросили, как сейчас, то я бы вам сразу и ответил...
Если исходить из того, что тело, летящее по орбите непрерывно падает на Землю (или на то, вокруг чего она летает), но по инерции пролетает мимо, то становится очевидным, что чем ниже оно упадет, тем большей скорости достигнет. То есть где-то очень далеко орбитальная скорость равна нулю, но по мере приближения она постоянно возрастает, так как гравитационный потенциал совершает работу:
A = -dφ,
где φ - гравитационный потенциал в точке орбиты.
Обратное тоже справедливо, в чем вы можете убедиться, подбрасывая камень.
2. Размер электрона равен радиусу боровской орбиты - 0,0529 нм. При увеличении энергии радиус уменьшается.
3. Не в сфере, а шаре, точнее в том объеме, который занимает электрон.
4. Возможно.
5. Орбитального и магнитного момента в атоме водорода нет, поскольку для s-электронов квантовое число L = 0.
6. Да, это выглядит нелогично, но это так. Для ЭМ-волн чем меньше длина волны, тем она энергичнее. Инфракрасный - видимый - ультрафиолетовый - рентгеновский - и т.д.
Это проистекает из соотношения Е = ħ٠ν или из соотношения p٠λ = ħ
Произведение импульса фотона на длину волны - величина постоянная, равная ħ. Меньше волна - больше энергетическая характеристика.
2. А как происходит К-захват?
3. Пусть в шаре. Но почему равномерно?
4. Тогда позитроний существовать не мог бы.
5. Электрон водорода только в основном состоянии находится на s-орбитали. В возбужденном состоянии электрон водорода может находиться на любой орбитали и иметь соответствующие орбитальные моменты.
6. Нелогично уменьшать радиус, ведь тогда электрон никогда не улетит с орбиты!
Возьмём для примера спутник на орбите Земли. На него действует притяжение Земли и благодаря своей скорости он не падает.
Если затратить энергию и поднять спутник на более высокую орбиту, то с точки зрения здравого смысла, скорость спутника должна бы, по крайней мере, оставаться той же самой и тогда спутник начал бы постепенно отдаляться от Земли и ушел бы в космос, но этого не происходит, потому что по какой-то, непонятной причине, скорость вместо этого уменьшается.
Если затратить энергию, чтобы затормозить спутник, то есть уменьшить скорость - она вместо этого увеличивается.
Непонятно? Да.
Не кажется ли вам, что в обоих этих случаях действует некая третья сила, о которой мы пока ничего не знаем?
Посчитайте работу гравитационного потенциала по перемещению килограмма массы из бесконечности в точку на уровне моря, найдите соответствующую ей скорость и вы получите вторую космическую скорость. :)
Никакой третьей силы нет. Иначе не работали бы уравнения орбитального движения, которые не содержат никакой третьей силы.
Какие основания называть их одним именем?
Электрический и гравитационный потенциалы имеют смысл работы по перемещению пробного тела из бесконечной точки в вакууме в данную точку.
Приведенные на рис. орбитали носят квантовый (а не непрерывный) характер. Квантовые (дискретные, локальные) орбитали принципиально не вяжутся с вращением, которое требует непрерывности изменения координат местоположения. Изображенные вероятности обнаружения электронов в определенном месте пространства в районе атома не позволяют говорить о какой-либо орбите, траектории вращения электронов. Вращения электрона вокруг ядра нет.
Неустойчивость соотношения сил электрического притяжения и центробежного убегания была одним из аргументов несостоятельности модели атома, в которой используется вращение электрона. Вы его проигнорировали. Сейчас предложен более радикальный аргумент, вытекающий из Ваших картинок с орбиталями, что вращения вообще нет.
В принципе Вас можно поблагодарить за поиск и предоставление материалов из стандартной физики, которые наглядно демонстрируют несостоятельность современной теории строения атома. Благодарю!
Напоминаю - это водородоподобный атом в котором нет протона, но есть позитрон. Естественно, без тяжелого ядра у позитрония электрон и позитрон вращаются вокруг общего центра тяжести. В том смысле, что он точно описывается квантовомеханически.
В данном же обсуждении речь о высокой стабильности стандартных атомов и о несоответствии этой стабильности формулы, уравнивающей энергию вращения и энергию электростатического притяжения электрона.
Ваш неустойчивый позитроний как раз подтверждает мои доводы.
Переходите уже к рассмотрению моей концепции атома.
Никак не пойму - где вы увидали нестабильность в законе Кулона?
Ваша "концепция" - вообще не концепция, так как противоречит всей химии вообще, которая основана на взаимодействии атомов посредством электронных орбиталей, при котором некоторые электроны становятся общими для нескольких атомов.
Ваша модель исключает возникновение химического соединения, следовательно неправомочна.
Нестабильность же не в законе, а в равенстве (в уравнивании) сил притяжения и центробежной силы, и в уравнивании этих же энергий.
Очередной раз прикидываетесь непонимающим?
То, что моя концепция расходится с общепризнанными положениями химии, мне хорошо известно. Собственно этим я и занимаюсь, что демонстрирую вам несостоятельность и ошибочность положений официальной химии и физики атома, и предлагаю их исправление.
Этим и отличается моя концепция от стандартной химии, что она согласуется с реальностью, а не с вашими догмами.
Вы вдумайтесь в то, что пишете - "Ваша модель исключает возникновение химического соединения". С чего вы взяли? Если в реальности связь есть, то задача науки объяснить эту связь и все явления с ней. В этом и заключается цель данного обсуждения - показать (напомнить) вам, что в реальности связь устойчива, а по вашим формулам и уравнениям неустойчива.
Ваши уравнения нужно менять.
Вы объяснили спектр атома водорода? Других атомов? ИК-спектр связи С-ОН ? Тетраэдричность решетки алмаза? Устойчивость бензола и равноправность его связей? Сопряжение двойных связей бутадиена? Магнитные свойства газов, железа? Сверхпроводимость некоторых меьаллов при низких температурах? Сверхтекучесть жидкого гелия? Инертнойсть инертных газов, активность щелочных металлов и галогенов?
Да вы просто не представляете всей стройности химии и квантовомеханических расчетов простых и сложных молекул.
Из химии просто невозможно выдернуть электронные орбитали, так как она рассыплется на алхимические понятия взаимной любви и нелюбви веществ.
И меня просто поражает ваше самомнение и упертость. Вся химия построена на связях и их устойчивости, которая поддается точному расчету, а вы заявляете, что расчет даст неустойчивость.
Это подобно тому, что сопроматчик сделает расчет прочности, а школяр-двоечник скажет, что сопромат - фигня и непригоден для расчетов, потому что по нему не бывает прочных деталей.
Естественно из существующих теорий необходимо взять все ценное, правильное, а главное - соответствующее реальности. Реальность невозможно подогнать под теорию, можно только наоборот - теорию привести в соответствие с реальностью.
Но!
Это значит, что все ошибочное в теории - нужно исправлять. Все противоречия нужно устранять. Безжалостно, несмотря на сопротивление множества консерваторов.
Я согласен с Вами, что наработанные знания огромны, но и пробелы-то, - еще больше.
"Вся химия построена на связях" - говорите Вы, но не можете сказать, "что" такое связь. Нечему в современной теории быть связью - пустота окружает все частицы. И одного этого вопроса достаточно, чтобы разрушить всю современную теорию микромира. Со всеми ее "Стандартными" и прочими моделями.
Так что особо не заноситесь. В том числе. насчет "двоечников".
И перестаньте дилетантничать. Учебник химии начинается со связей - это вообще основа химии. Если вам сын не может рассказать о связях, то он двоечник.
Налицо противоречие - электрон должен одновременно и удаляться от ядра и приближаться к ядру. Однако это противоречие лишь в высказываниях и формулах. Противоречие всегда в высказываниях. В реальности противоречий не существует в принципе. Электрон не может одновременно двигаться по разному.
А разрешение противоречия в высказываниях достигается просто - исправлением высказываний, теорий, приведением их в соответствие с реальностью.
А учебник химии начинается не со связей, а с изложения представлений химиков о связях. Как показывают дискуссии, пока представления химиков о связях противоречивы и неполноценны.
Рис. 3. Радиальное распределение вероятности |Rnl(r)|2r2dr нахождения электрона в кулоновском поле протона (атом водорода) в s, p и d состояниях. Расстояния даны в боровских радиусах r1 = ћ2/mee2 ≈ 0.529·10-8 cм.
http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e029.htm
Расчет радиального распределения вероятности местонахождения электрона производился из предположений его нахождения в центрально радиальном кулоновском поле. И они его получили. Для 1s электрона получилась сферическая "орбита", это что еще за шаровая орбита?
На самом деле форму шара имеет сам электрон. Задались бы не центральным расположением протона, получили бы электрон в стороне от ядра. И заметьте, максимум вероятности нахождения расположен на r = 0,0529 нм. На удвоенном расстоянии вероятность резко уменьшается практически до нуля. Это вовсе не означает, что внутри шара имеется пустота, как нарисовано на рис. 5, это означает, что 1s электрон находится сбоку от протона. Вероятность его нахождения относительно протона изменяется в пределах от 0 до 2r.
Остальные электроны располагаются далее, чем электроны s, примерно на их диаметр.
Примечательно и то, что распределение вероятностей местоположения электронов для других уровней, совсем не похожа на вероятность вращающегося вокруг ядра электрона. Вероятность показывает, что электрона компактно локализуется в стороне от ядра.
Сначала вы отвергаете модель, как неправильную (построенную из в корне неверной посылки), а потом заявляете, что она подтверждает ваши предположения.
И то и другое неверно.
Модель правильна, так как дает результат, соответствующий измерениям и обладает прогностической силой.
А как у вас распределяются уровни электрона в возбужденных состояниях, какие энергии этих состояний и от чего они зависят?
Вы обратили внимание на то, что механический и магнитный момент электрона в атому водорода не равен нулю и при n-1 ?
Читайте статью несколько раз.
Если взять любой другой атом, то все размеры радикально изменятся - станут в N раз меньше, где N - атомный номер, он же заряд ядра..
В тексте ошиблись, а расчет показал шаровую "орбиту", что и свидетельствует об отсутствии какой-либо орбиты. Шарик это электрон.
Это принцип Паули.
А у вас почему-то один электрон постоянно превращается в восемь и более.
Про принцип Паули я Вам уже написал, что этот принцип базируется на дискретном расположении электронов в атоме и что разные электроны не могут занимать одно и тоже место в атоме. Отсюда и разные признаки электронов, отсюда и дискретность этих признаков (квантовых чисел), что местоположения электронов в атоме дискретны и конкретны.
Усвойте же наконец, что принцип Паули справедлив, потому что электроны размещаются в атоме дискретно, а не наоборот, что Паули высказал свой принцип и электроны стали иметь разные дискретные признаки.
Реальность определяет правильность теоретических положений, а у Вас теоретические положения и представления диктуют, каким быть атому ))
Дело за малым - понять откуда у электрона восемь облачков вероятности.
Для начала попробуйте ответить на (наводящий) вопрос - как будет выглядеть орбита какой-нибудь кометы (например, Галлея которая была возле Солнца в 1986 году и в следующий раз будет в 2061) в терминах плотности вероятности?
А в реальности электрон один, располагается на одном из восьми возможных по расчету местоположении.
Привлечение к иллюстрации местоположения электрона - кометы, еще раз показывает, что в Вашей концепции электрон не имеет внутренней связности. Приводимые метафоры (облако, комета) наглядно демонстрируют этот дефект "вашего" электрона - отсутствие связности между "частями" электрона.
В целом, в вашей концепции электрон не имеет связности, размеров, формы, внутренней структуры, наполненности чем-либо. А это не позволяет дать объяснение свойствам электрона - массе, заряду, энергии, спину, собственной длине волны, не дает оснований для объяснения различных его взаимодействий.
Примитивная у Вас модель электрона, а Вы еще и поучать лезете.
И единственный электрон "посещает" все эти места.
То есть вы не можете изобразить плотность вероятности кометы с учетом прецессии ее орбиты? Что же так слабенько?
Показанные вами пузыри имеют размеры электрона и это очень важно для понимания "вероятности обнаружения". Электрон возможно обнаружить лишь в том объеме пространства, где размещается он сам и где размещаются его части (фрагменты). Вне электрона обнаружить электрон невозможно, поэтому и вероятность его обнаружения вне пузыря равна нулю. Пузырь это и есть электрон, размеры пузыря являются размерами электрона.
Для 1s-электронов пузырь имеет шарообразную форму радиусом 0,0529 нм. Этот размер принят за радиус боровской орбиты. Однако поскольку для 1s-электронов "орбита" совпадает с размером электрона, то этот радиус "орбиты" и является радиусом самого электрона.
А какой размер электрона в Вашей концепции?
2. Пузыри не имеют размеров электрона - они все разные и, как вы можете видеть для f-электрона их может быть и шесть и восемь и четыре. И их размер очень сильно зависит от заряда ядра - те размеры, что характерны для атома водорода - гораздо больше, чем для остальных атомов.
3. Вы приводите размер 1s-орбитали атома водорода. Для всех других атомов 1s-орбиталь гораздо меньше.
Классический радиус электрона 2,8179403267(27) ·10-15 м.
Ваши фразы вызывают недоумение - в атоме нет процедуры наблюдения. Даже если понимать под "наблюдением" влияние (воздействие) протона на электрон, то никакого "коллапса" в самой атомной реальности от взаимодействия (взаимного влияния) электрона и протона нет и быть не может. А другой процедуры "наблюдения" за электроном в атоме просто не существует.
Функция это же всего лишь способ описания поведения электрона, в реальности коллапса электрона не существует.
2. Размеры пузырей, исчисленные по формулам, должны совпадать с размерами реальных электронов. Если вычисленные размеры пузырей различны, то и размеры электронов меняются.
3. Орбиталь 1s существует только у водорода и гелия. В остальных атомов имеются местоположения для 2s, 3s и прочих s электронов. Их размер естественно меньше.
4. При таком "классическом радиусе электрона", меньшем в 18778,6 раз радиуса боровской орбиты, проблематично объяснить, чем заполнена эта орбита, получается, что объем орбиты в 6,6 триллионов раз больше объема электрона. Чушь.
То, что масса увеличивается известно, почему бы и заряду не расти?
Ваше мнение?
В данном случае противоречие формулируется так:
1. При поглощении фотона электрон (атом) поглощает энергию, в результате чего электрон переходит на более удаленную от ядра орбиталь.
2. Электрическое поле ядра носит центрально-радиальный характер. Энергия и сила взаимодействия заряженных частиц в таком поле спадают от увеличения расстояния от ядра.
Противоречие заключается в разных направлениях изменений расстояния при одном и том же явлении (поглощения энергии фотона).
Ваша версия объяснения (изменение величины заряда) наталкивается на закон сохранения заряда. Да и неоткуда ему взяться, поскольку считается, что фотон не имеет заряда. (Хотя я считаю, что в фотоне имеется два равных заряда разной полярности, но это же не может изменить заряд электрона).
В атоме противоречия нет, значит парадокс может и должен быть разрешен. Ищите.
Энергия-произведение заряда на потенциал (в механике заряд-масса, потенциал-квадрат скорости). Могут изменяться и заряд и потенциал при сохранении энергии.
Заряд не изменяется или заряд изменяется-это предположения.
Обоснование выбора за вами.
Ваши варианты не решают проблемы, так что выбирайте сами.
А свой выбор я тоже давно сделал.
Ставлю Вам плюсы. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
Для уяснения смысла r нужно от закона Кулона перейти к тереме Гаусса. Внешне они похожи, но смысл расстояния в теореме Гаусса совсем другой.
1/4π٠r^2 - у Гаусса это площадь сферы, окружающей заряд, а вовсе не квадрат расстояния между зарядами. В этом случае r есть расстояние до центра заряда, то есть радиус электрона.
Уменьшение радиуса электрона при увеличении энергии электрона прекрасно согласуется с принципом Гейзенберга - чем больше энергия частицы, тем меньше ее длина волны. Такое же правило хорошо известно для фотонов, чем более "энергичен" фотон, тем меньше длина его волны. Исходное противоречие - разрешено.
Это в корне меняет всю картину объяснения поглощения электроном фотона. Электрон при увеличении энергии "съеживается", уменьшается в размерах, а вовсе не увеличивает расстояние до ядра. И не переходит ни на какие орбитали или орбиты, их просто нет.
Из одного противоречия плавно переходите к другому противоречию?)
Электрон перестает быть точеным, приобретает размер. Этот размер объясняет дискретность свойств атома и электрона. В частности:
- Уровни s, d, p, f, и т.д. - это слои электронов.
- Наглядно объясняется дискретность местоположения слоев.
- Наглядно объясняется периодичность элементов в таблице по количеству их в слое - 2 - 8 - 8 - 16 - 32.
- Наглядно объясняется валентность - если нет электрона в слое, то есть вакантное местоположение в оболочке-слое, которое подлежит заполнению. Это и есть валентность.
- Наглядно объясняется принцип Паули - каждый электрон имеет свое местоположение в системе атома, это местоположение характеризуется своими свойствами, получившими наименование квантовых чисел. И никакой другой электрон не может занять уже занятое в атоме место и поэтому не может иметь одинаковые свойства с другими электронами.
- Наглядно объясняется дискретность квантовых чисел. Свойства и местоположения электронов не могут иметь промежуточных значений.
- и т.д.
В этом обсуждении ( http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37666118 ) есть картинки "электронов-облаков-орбиталей". Примерно такими я вижу электроны в атомах. Каждый атом это в сущности пучок электронов, поскольку ядро на 5 порядков меньше по размеру.
Задача конструирования электронных оболочек атомов - впереди. А далее - конструирование моделей молекул. Мне представляется, что эти задачи будут интересны химикам (инженерам-химикам).
Это же так наглядно. Объясняет массу свойств атомов. http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37713076
Или Вам больше нравится существующая модель атома, в которой непонятным образом мечутся вокруг ядра десятки аморфных облаков-орбиталей?
Завязывать надо с такой моделью "в атоме облачно".
В данном случае важно, что предложенный мною вариант устраняет заявленное противоречие, а стандартная физика это противоречие (при поглощении электроном фотона r должен одновременно и увеличиваться и уменьшаться) устранить не позволяет.
Судя по Вашим комментариям, у Вас тоже нет способа устранения этого противоречия.
- уменьшение r нужно для удержания электрона в электрическом поле ядра.
- увеличение r следует из утверждения о переходе электрона на более высокую орбиталь.
В реальном атоме не может происходить одновременно увеличение и уменьшение r
Разрешения этого противоречия я у Вас пока не вижу.
Однако все это лишь отвлечения от обсуждаемого здесь противоречия (парадокса изменения r при поглощении фотона электроном). Устранения этого противоречия у Вас по-прежнему нет.
Более того, вращение как НЕПРЕРЫВНОЕ изменение координат местоположения противоречит самой идее квантованности параметров электронов в атоме. При этом следует обратить внимание на то, что объекты, описываемые квантовой механикой, обладают свойствами дискретности вовсе не потому, что они описываются КМ, а наоборот - квантовая механика была введена потому, что сами объекты являются дискретными.
Вращение электрона является непрерывным по природе самого явления - вращения. В квантовом мире непрерывному вращению электрона вокруг ядра просто нет места. Именно дискретность местоположения электронов и демонстрирует иллюстрация, приведенная Сазоновым.
Гармоническое движение-это предельный случай импульсных периодических движений.
Однако давайте вернемся к атомам и дискретным электронам. Объемность электрона (не точечность) делает его заряд распределенным по всему его объему. А для распределенного по объему частицы заряда напряженность электрического поля имеет максимум на границе заряда. Собственно это и создает местоположение для противоположно заряженной частицы, где их взаимодействие оптимально. Протон, находясь на границе электрона, находится в устойчивом местоположении - удаление во вне или проникновение внутрь заставляют вернуться на границу.
Наличие такого местоположения делает ненужным вращение электрона, придуманное для уравновешивания сил электрического притяжения. Планетарную модель атома можно безболезненно и окончательно отбросить.
Есть возражения?
Движение-единство прерывного и непрерывного(с).
"...делает ненужным вращение электрона..." Значит электрон не движется?
Например http://maxpark.com/community/5654/content/2826893#comment-37728932
Вы правы, фразу следует дополнить: "делает ненужным вращение электрона вокруг ядра".
В части остальных движений, перемещений и пр. электрон ведет себя сообразно обстоятельствам и свойствам. Движется.
По характеру Ваших вопросов видно, что Вы хотите узнать больше о моей концепции.
Посмотрите http://maxpark.com/community/5654/content/2505913 Возможно этот материал поможет получить ответы на некоторые вопросы.
Заряд это отклонение плотности эфира (вакуума) от средней величины. Разряжение - отрицательный заряд, сгущение - положительный заряд. Работа по удержанию заряда - масса. Само наличие заряда в некоторой области пространства порождает весь набор электрических и магнитных явлений, которые в своей совокупности замыкаются сами на себя и тем самым образуют частицу - замкнутую совокупность явлений.
Так что основные "движения" электрона внутри него. Чтобы переместить в пространстве эту совокупность связанных между собой движений требуется внешняя сила, а начав перемещаться, внутренние процессы "адаптируются" к перемещению, встраивают внешнее перемещение в состав внутренних. Это и есть инерция - сопротивление внешнему воздействию и сохранение скорости после встраивания внутрь внешнего воздействия.
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:
\vec a = \frac {\vec {F}} {m} ,
где \vec a — ускорение материальной точки;
\vec {F} — равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке;
m — масса материальной точки.
Ft=m∆v+∆m(v+∆v)-а это второй закон Ньютона в общей форме.
Так почему же растет масса тела при постоянной скорости движения?
Корпускулярно-волновая природа, приписываемая частицам, на самом деле разрешается просто - непрерывные и волновые явления происходят внутри частицы, а замыкание совокупности непрерывных явлений самих на себя образует частицу, динамическую систему.
Соответственно к частице-системе как целостности применимы законы (квантовой) механики, а к внутренним явлениям необходимо применять электродинамику, которая оперирует полевыми явлениями.
И никакого дуализма, никакого противоречия, никакой корпускулярно-волновую природы.
Все раздельно. Но физики не могут перейти к такому пониманию, потому что внутренности электрона они еще не выявили. У них пока вероятностная модель электрона.