Ανοητη απορια... ή μηπως...

[Lord Vek]

Θα ηθελα να σας εκφρασω μια απορια που εχω εδω και αρκετο καιρο, και που το ψαξιμο στο internet δεν εχει βοηθησει καθολου. Η απορια μου ειναι, γιατι η κινηση των ηλεκτρονιων γυρω απο τον πυρηνα του ατομου δεν σταματαει ποτε; δεν υποκεινται σε τριβη η συγκρουσεις; Εχω βρει στο internet απαντησεις του στυλ "Δεν το επιτρεπει η αρχη της απροσδιοριστιας", οι οποιες δεν με καλυπτουν. Θα ηθελα να ακουσω τις σκεψεις/αποψεις σας γυρω απο αυτο το θεμα. Ευχαριστω εκ των προτερων.

[IRF]

Το θέμα δεν μπορεί να απαντηθεί σε δέκα γραμμές. Το ίντερνετ σίγουρα δεν θα σου δώσει μια μονολεκτική απάντηση όταν ρωτάς πχ πως δημιουργήθηκε όλος ο κόσμος. Όμως υπάρχουν αναλυτικές εξηγήσεις που θα βοηθήσουν. Κάθε ερώτηση απαιτεί και ένα υπόβαθρο γνώσεων για να λάβεις μια απάντηση. Π.χ. διαφορετικά απαντάς σε αυτή την ερώτηση σε μαθητή της α' γυμνασίου διαφορετικά στην α΄ λυκείου αλλιώς στην γ΄ λυκείου και αλλιώς σε έναν φοιτητή του φυσικού. Ποιο είναι το υπόβαθρο των βασικών γνώσεων σου;

[michaelcom]

Δες αυτο δεν εχω χρονο να πω και πολλα πραματα. Αυριο γραφω μηχανες 1 γι αυτο .

Προσπαθησε να το διαβασεις ομως δεν ξερω αν θα σου δωσει να καταλαβεις πραματα η θα σε κανει να αναρωτιεσαι πιο πολυ.

Παντως μπαινεις σε βαθια κβαντομηχανικη και εκει τα πραματα δεν ειναι απλα γλυκα και ωραια οπως η κλασσικη φυσικη.

[Lord Vek]

Οι γνωσεις μου ειναι Λυκειου. Απο μαθηματικα δεν τα παω καλα, θα προτιμουσα εκλαικευμενες απαντησεις.

[bolsevikos]

Θα ηθελα να σας εκφρασω μια απορια που εχω εδω και αρκετο καιρο, και που το ψαξιμο στο internet δεν εχει βοηθησει καθολου. Η απορια μου ειναι, γιατι η κινηση των ηλεκτρονιων γυρω απο τον πυρηνα του ατομου δεν σταματαει ποτε; δεν υποκεινται σε τριβη η συγκρουσεις; Εχω βρει στο internet απαντησεις του στυλ "Δεν το επιτρεπει η αρχη της απροσδιοριστιας", οι οποιες δεν με καλυπτουν. Θα ηθελα να ακουσω τις σκεψεις/αποψεις σας γυρω απο αυτο το θεμα. Ευχαριστω εκ των προτερων.

Οι γνωσεις μου ειναι Λυκειου. Απο μαθηματικα δεν τα παω καλα, θα προτιμουσα εκλαικευμενες απαντησεις.

Δύσκολη συζήτηση και ακόμα πιο δύσκολες απαντήσεις. Μία εκλαϊκευμένη απάντηση (όχι πολύ ακριβής αλλά που ίσως βοηθήσει λίγο στην αντίληψη του ζητήματος) όσο αφορά τις τριβές είναι ότι τριβές δεν υπάρχουν διότι θεωρούμε (με βάση το ατομικό πρότυπο του bohr, το οποίο για την συζήτησή μας εδώ είναι αρκετό νομίζω) ότι μεταξύ των ηλεκτρονιών και του πυρήνα δεν υπάρχει τίποτα, υπάρχει το κενό δηλαδή, επομένος δεν δύνανται να υπάρχουν τριβές. Συγκρούσεις υπάρχουν μεταξύ ηλεκτρονιών διαφορετικών ατόμων. Τα ηλεκτρόνια ενός συγκεκριμένου ατόμου δεν δύναται να συγκρουστούν μεταξύ τους γιατί:
α) όταν μιλάμε για ηλεκτρόνια της ίδιας στοιβάδας τότε απωθούνται από το αρνητικό τους φορτίο
β) όταν μιλάμε για ηλεκτρόνια διαφορετικές στοιβάδες τότε βρίσκονται σε διαφορετική "απόσταση" (ή καλύτερα σε διαφορετική ενεργειακή κατάσταση) από τον πυρήνα και δεν συμπίπτουν οι τροχιές τους.

Αν πάμε σε άλλα πιο σύγχρονα μοντέλα τότε δεν μιλάμε καν για περιστροφή με την κλασσική έννοια αλλά για τροχιακά ή καλύτερα για κατανομές πιθανοτήτων όμως νομίζω ότι ξεφεύγουμε αρκετά.

[IRF]

Το ερώτημα σου αν και φαίνεται τόσο απλό όμως είναι αρκετά σύνθετη η απάντηση για να είναι εκλαϊκευμένη.
Το ποιο εκλαϊκευμένο ελληνικό με καλές φωτογραφίες που μπόρεσα να βρω:
http://thepersistenceofafreephoton.b...hrodinger.html

[pet]

Οι γνωσεις μου ειναι Λυκειου. Απο μαθηματικα δεν τα παω καλα, θα προτιμουσα εκλαικευμενες απαντησεις.

Κοίτα, όταν σου λένε λόγω της αρχής της απροσδιοριστίας και δεν καλύπτεσαι από την απάντηση, υπάρχουν κάποιες πιθανές εκδοχές για το τι συμβαίνει:

α) Γνωρίζεις κβαντομηχανική, γνωρίζεις την αρχή απροσδιοριστίας, καταλαβαίνεις τα μαθηματικά ή την φυσική εξήγηση αλλά συνεχίζεις να ρωτάς γιατί, σαν να ρωτάς "τι είναι η βαρύτητα"
[εδώ την πάτησες δεν υπάρχει απάντηση]

β) Δεν γνωρίζεις τι είναι η κβαντομηχανική, καν σαν θεωρία, τυγχάνει να αγνοείς τον κβαντομηχανικό χαρακτήρα του μικρόκοσμου και προσπαθείς να συγκρίνεις το άτομο με την αντίληψη που έχεις για τον μακρόκοσμο.
[σε αυτή την περίπτωση θα προσπαθήσω να σου απαντήσω]

γ) Δεν γνωρίζεις τι είναι η κβαντομηχανική, αλλά δεν την δέχεσαι σαν σύνολο φυσικών νόμων όπου εξηγούν τον μικρόκοσμο, για τους ΧΥ λόγους, πχ δύσκολα μαθηματικά, και αναζητάς κλασσική ερμηνεία.
[πάλι την πάτησες κακώς ασχολείσαι με φυσική σε αυτή την περίπτωση]

Για το (β), πολύ χοντρά και με τα λίγα που ξέρω:

Με μια πρόταση, όπως σου είπαν η αρχή της απροσδιοριστίας το απαγορεύει, που ισχύει παντού και πάντα (αλλά είναι εμφανής στον μικρόκοσμο λόγω κλίμακας) το απαγορεύει.

Τι σημαίνει όμως αυτό;

Το ηλεκτρόνιο, λόγω κλίμακας και μάζας [σε σχέση με την σταθερά Planck], συμπεριφέρεται με τρόπο που δεν μπορεί να εξηγήσει η κλασσική μηχανική. Δεν είναι σωμάτιο. Είναι "κάτι" σαν κύμα. Είναι κάτι που έχει μάζα και βρίσκεται σε πολλές θέσεις ταυτόχρονα. Όσο σκατά και αν ακούγεται αυτό, είναι η αρχή της υπέρθεσης και ισχύει στον μικρόκοσμο. (Superposition principle). Η "κυματική" συνάρτηση που περιγράφει την συμπεριφορά του είναι μια κυματική συνάρτηση, που αντί να δίνει την θέση, όπως στα κλασσικά κύματα, το τετράγωνο της σου δίνει την πιθανότητα να βρεθεί σε κάποια θέση.

Άρα δεν είναι ούτε και κύμα το ηλεκτρόνιο.

Για το δυναμικό γύρω από τον πυρήνα (το οποίο οφείλεται στην θεμελιώδη ΗΜ δύναμη) προκύπτει ότι όσο πιο κοντά πας στον πυρήνα, δηλαδή προσπαθείς να καθορίσεις την θέση του ηλεκτρονίου, η κινητική ενέργεια γίνεται απροσδιόριστη (μπορεί άπειρη), δηλαδή ταυτόχρονα ένα σωμάτιο που έχει συγκεκριμένη θέση, έχει και άπειρη ορμή (δηλαδή έχει φύγει από το άτομο). Αδύνατον. Το ηλεκτρόνιο είναι κάτι σαν κύμα/νέφος (και γιαυτό δεν κάνει μια απλή κυκλική τροχιά αλλά σφαιρικό νέφος). Οι φυσικοί λοιπόν έχουν ανακαλύψει ότι το ηλεκτρονικό νέφος ισορροπεί με μια κυματοσυνάρτηση με την ελάχιστη ενέργεια γύρω από τον πυρήνα.

Όταν μαζευτούν περισσότερα από 1 γίνεται πιο πολύπλοκο το θέμα, λόγω περισσότερων κβαντικών μεγεθών όπως η στροφορμή και το Spin και τα νέφη μετατρέπονται σε σφαιρικές αρμονικές (ατομικά τροχιακά).

Το ίδιο ισχύει και για τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα κάνεις δέσμη, τα μετράς, αλλά δεν τα βλέπεις. τα σκέφτεσαι σαν σωματίδια, αλλά δεν είναι. Κάνουν interference patters ακόμα και αν είναι μόνα τους. Το ένα με τον εαυτό του.

Η επόμενη ερώτηση στο σωστό δρόμο (όπως και αυτή που έκανες είναι πολύ καλή), είναι "ποιο είναι το νέφος του πρωτονίου", η καλύτερα "πόσο κυματικό χαρακτήρα έχει το πρωτόνιο"; (hint: λ=h/p)

[pet]

Δύσκολη συζήτηση και ακόμα πιο δύσκολες απαντήσεις. Μία εκλαϊκευμένη απάντηση (όχι πολύ ακριβής αλλά που ίσως βοηθήσει λίγο στην αντίληψη του ζητήματος) όσο αφορά τις τριβές είναι ότι τριβές δεν υπάρχουν διότι θεωρούμε (με βάση το ατομικό πρότυπο του bohr, το οποίο για την συζήτησή μας εδώ είναι αρκετό νομίζω) ότι μεταξύ των ηλεκτρονιών και του πυρήνα δεν υπάρχει τίποτα, υπάρχει το κενό δηλαδή, επομένος δεν δύνανται να υπάρχουν τριβές. Συγκρούσεις υπάρχουν μεταξύ ηλεκτρονιών διαφορετικών ατόμων. Τα ηλεκτρόνια ενός συγκεκριμένου ατόμου δεν δύναται να συγκρουστούν μεταξύ τους γιατί:
α) όταν μιλάμε για ηλεκτρόνια της ίδιας στοιβάδας τότε απωθούνται από το αρνητικό τους φορτίο
β) όταν μιλάμε για ηλεκτρόνια διαφορετικές στοιβάδες τότε βρίσκονται σε διαφορετική "απόσταση" (ή καλύτερα σε διαφορετική ενεργειακή κατάσταση) από τον πυρήνα και δεν συμπίπτουν οι τροχιές τους.

Αν πάμε σε άλλα πιο σύγχρονα μοντέλα τότε δεν μιλάμε καν για περιστροφή με την κλασσική έννοια αλλά για τροχιακά ή καλύτερα για κατανομές πιθανοτήτων όμως νομίζω ότι ξεφεύγουμε αρκετά.

το πρότυπο του Bohr όχι μόνο δεν είναι αρκετό, είναι και εντελώς προβληματικό και βοήθησε στην δημιουργία της κβάντο αφού θεωρούσε ότι θα ηλεκτρόνια θα έπρεπε να καταρέουν προς τον πυρήνα απο την 1/n^2 τροχία εκπέμποντας ακτινοβολία (φωτόνια) [ χωρίς να υπάρχει η ΑΑ, δηλαδή τα ήθελε να κάθονται εκεί στην 1/n^2 αλλά δεν ήξερε το γιατί]

Καλά το πήγε ο bohr και πρόβλεψε και το 1/n^2 αλλά χρειάστηκε ο Heisenberg και ο de Broglie και άλλοι

[johnpats]

Με δυο λόγια ,η αέναη κίνηση τους οφείλεται στα ατομικα τροχιακα (s,p,d,f)και στις ανωτερες και κατωτερες μοριακα κατειλημμενες θεσεις που ονομάζονται homo και lumo.
Μετα μπαίνεις σε πιό βαθιά κομμάτια και θα πρέπει να διαβάσεις για αρχή μια ηλεκτρονική φυσική .

[bolsevikos]

το πρότυπο του Bohr όχι μόνο δεν είναι αρκετό, είναι και εντελώς προβληματικό και βοήθησε στην δημιουργία της κβάντο αφού θεωρούσε ότι θα ηλεκτρόνια θα έπρεπε να καταρέουν προς τον πυρήνα απο την 1/n^2 τροχία εκπέμποντας ακτινοβολία (φωτόνια) [ χωρίς να υπάρχει η ΑΑ, δηλαδή τα ήθελε να κάθονται εκεί στην 1/n^2 αλλά δεν ήξερε το γιατί]

Καλά το πήγε ο bohr και πρόβλεψε και το 1/n^2 αλλά χρειάστηκε ο Heisenberg και ο de Broglie και άλλοι

Σωστός.
Σκέφτηκα ότι θα έδινε μια εξήγηση εκλαικευμένη με τη μικρότερε δυνατή λάθος θεώρηση και θα βοηθούσε τον φίλο μας.
Ισως να έκανα λάθος. Προσωπική μου εμπειρία μετέφερα,διότι πριν γνωριστώ με την κβαντομηχανική, το μοντέλο του bohr,στο λύκειο, με βοήθησε να έρθω πιο κοντά της χωρίς να το ξέρω.