«Движение» электрона в атоме

[keraun]

.

[myhand]

keraun в сообщении #341892 писал(а):

myhand, я не совсем понял про официальную науку. Ведь если каждый ВУЗовский преподаватель или вообще всякий выпускник кафедры физики начнёт писать квантовую механику как он это понимает – это же будет полнейший бред и захламление науки.

Я просто не люблю словосочетания "официальная наука". Режет слух, как "официальная идиология". Прям нацизм какой-то. Создается впечатление, что есть еще какая-то в сырых казематах пытаемая "неофициальная наука", гордые борцы которой окопались на *.narod.ru в своем последнем, но отчаянном бою и т.п. :)

Есть рекоммендованные министерством образования учебники. В т.ч. и для КМ. Это один критерий. К сожалению, я не помню курса КМ, в котором точно излагается метод "интегралов по путям". Но для курсов КТП - это весьма обычно. Даже в Боголюбове, Ширкове "Введение в теорию квантованных полей" - есть.

Что касается монографий - это сейчас можно издать что угодно и кому угодно. Когда вышел перевод книжки Фейнмана и Хиббса - в "той стране" ситуация была совершенно другая.

Второй критерий - признание работы научной общественностью. Делается очень просто, вот здесь: http://publish.aps.org/search/ Поищите работы автора (Feynman) и посмотрите на число их цитирований (там показывается по достаточно узкому кругу журналов). Легко обнаружить, что фейнмановские PhD тезисы ("Space-Time Approach to Non-Relativistic Quantum Mechanics") являются его самой цитированной работой - больше даже чем непосредственно те работы, за которые получена нобелевская премия. Именно в этих тезисах изложен метод "интегралов по путям".

Для учебника годится совершенно тот же метод. Хорошие учебники сплошь и рядом упоминаются в современных работах, при необходимости указать на какой-то давно известный результат.

Третий - кто автор. Выяснить это несложно.

keraun в сообщении #341892 писал(а):

Я когда мальчишкой в интернете наткнулся на одну из них чуть было не поверил. А как убедительно пишут, какие сложные формулы и расчёты.

А почему в итоге "не поверили"? Неужели просто услышав где-то, что к данной "теории" привязана бирка "неофициальная наука"?

keraun в сообщении #341892 писал(а):

Что касается учебников, в которых приведено объяснение «электрон размазан по орбите», пожалуйста:

Я вообще-то не Вас спрашивал.

keraun в сообщении #341892 писал(а):

Коровин Н. В. Общая химия: «Так как электрон несёт отрицательный заряд, то его орбиталь представляет собой определённое распределение заряда, которое получило название электронного облака»

Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия: «В качестве модели состояния электрона в атоме принято представление об электронном облаке, плотность соответствующих участков которого пропорциональна вероятности нахождения там электрона…

Где написано "электрон размазан по орбите"? Где вообще представление об "орбите" электрона? Дано элементарное, грубое представление о вероятностной интерпретации волновой функции. И о волновой функции электрона в атоме, соответственно. Фрагмент из Ахметова наименее пострадал от цитирования методом "выдерания с мясом" - в нем вполне все нужные слова сказаны. Никаких "орбит" и "размазан".

Естественно, все достаточно упрощенно излагается - но это и не курс квантовой механики.

keraun в сообщении #341930 писал(а):

gris, мы не может сдаться, мы не можем позволить себе упростить обучение, иначе мы проиграем. Современный мир требует качественного образования.

Это очередной лозунг. Как любой лозунг - он расчитан больше на чувства, чем на трезвый рассудок.

Ну нельзя первокурснику изложить КМ в полном объеме. Для этого у него банально нехватит математических знаний.

"Разруха не в клозетах", как говорится. Хороших учебников немало как мне кажется. Как минимум в области физики, математической физики - это то, о чем я могу судить.

Что касается вопроса на химическом форуме о спине - может "вразумительный ответ" Вам и дали. Судить только по Вашему впечатлению - весьма однобоко.

keraun в сообщении #341930 писал(а):

Я согласен – математический аппарат сложен. Но его можно упростить до десяти главных формул, основную же информацию дать в виде текста и рисунков.

Нет, нельзя. Вот если Вы посмотрите ФЛФ - там изложение максимально математически упрощено. При этом принципиальные вещи достаточно неплохо объясняются. Только Вы на объем посмотрите. Даже те два тома, что непосредственно связаны с КМ - это толстенный учебник. А остальные тома также критичны для изложения.
Что же касается фактического материала, практически важного для будущего химика - думаю его там как раз таки маловато.

Ну нельзя физику "лозунгами" излагать и десятью формулами... А если упростить - как раз получатся Ваши учебники химии. Там именно что "упрощено" по Вашему хотению, ничего фактически неправильного - нет.

keraun в сообщении #341930 писал(а):

Но это не должны быть слова «электрон размазан по орбите».

Вы не привели такого примера. Вам кажется, что процетированные фрагменты ему эквивалентны, но это не так. Я уже обращал внимание - используются совершенно другие слова.

[keraun]

.

[myhand]

keraun в сообщении #342023 писал(а):

Что касается материала, преподаваемого в ВУЗах, – это вопрос, заслуживающий отдельного обсуждения. Если честно, мне хотелось бы, чтобы даже в учебниках по химии этот материал был изложен на высоком уровне. Из-за недостаточно высокого уровня я сам вынужден окунуться в море квантовой механики.

Если он будет изложен на "достаточно высоком уровне" - это будет уже не учебник по химии, а учебник по квантовой механике. Для химии там места не останется.

Мне почему-то не верится, что цитированные Вами курсы хоть где-то упоминали о "колебательных уровнях" в контексте атомов. Потому возникает вопрос - вынуждены Вы "окунуться в море КМ" из-за недостатков "уровня" учебников или из-за банального незнакомства с ними? На поверку ведь выяснилось, что об "орбитах" там вроде бы и речи не шло - значит представление о них получено из иного источника... Разве нет?

keraun в сообщении #342023 писал(а):

Что касается «официальной науки», то под этим словосочетанием я подразумеваю устоявшиеся научное знание, признаваемое большинством научного сообщества. Этим термином я хочу отделить действительную науку от лженауки, расплодившейся в последнее время. Вы, наверное, заметили, что после распада СССР в нашей стране набирают обороты такие проявления человеческой деятельности как колдуны, астрология, конец света, инопланетяне и прочая ересь в том числе и лженаучные теории. Так вот я хотел оградить официальную науку от всей этой чепухи.

Наука это не только "устоявшиеся научное знание, признаваемое большинством научного сообщества". Неустоявшееся тоже :) Отличие в другом - в методах, которые используются при поиске знании.

(Оффтоп)

Ну коробит меня "официальная наука". Прям как будто шорты одеть нельзя и в галстухе ходить неприменно - а то сразу в неученые попадешь... Или как если есть еще какая "неофициальная наука". Дурацкий термин.

keraun в сообщении #342023 писал(а):

Что касается квантовой механики, хотел бы для себя уяснить вопрос. Как сказал nestoklon: «Есть несколько альтернативных и строго эквивалентных способов "получить" квантовую механику. Среди них нет ни "правильного" ни "официального". Они все правильные.

Речь идет о фактическом содержании теории. В т.ч. соответствующий математический формализм, на который действительно можно посмотреть немного по-разному. Что, конечно, не отменяет эквивалентности результатов такого "взгляда".

keraun в сообщении #342023 писал(а):

А теперь вопрос! Открываю Википедию (простите что я использую этот материал, но у меня нет тех знаний, что есть у вас) и читаю: «Существуют множество интерпретаций квантовой механики, одни из которых полностью противоречат другим» и далее приводятся три направления. Кому верить, если квантовые теории в основе своей противоречивы? Я весьма наслышан об уважаемом Стивене Хокинге (он специализируется вроде как в астрофизике) и Роджере Пенроузе (он вроде как математик, а не физик). Вот те на. Если каждый будет писать то, что думает… не будет ли это кашей? Вы мне можете сказать что есть общего во всех существующих на сегодняшний день квантовых механиках? И скажите какую квантовую механику надо преподавать в ВУЗах?

Интерпретаций у квантовой механике действительно несколько. Ничего страшного в этом нет. Это именно интерпретации. Математический формализм совпадает. Эксперименты в рамках таких интерпретаций объясняются одинаково (с учетом "своих" смыслов для тех или иных физических величин). На данный момент это больше философские конструкции, нежели физика. Но созданы они с целью решить те или иные очень сложные проблемы квантовой теории. Обычно "на стыке" нескольких теорий, например, КМ и классической гравитации. Возможно, на каком-то этапе развития теории та или иная "интерпретация" станет отличной от других, что можно будет проверить в эксперименте.

Сложно объяснить в двух словах - но вики (англ.) дает вполне вменяемое представление о разных интерпретация КМ.

[Анатолий Григорьев]

myhand
Ну, например, у Фейнмана, (Вып.1, гл. 6, параграф 5).
А вообще на принцип неопределённости существуют две основные точки зрения. 1-я Бора:частицы имеют строго определённые траектории, но мы принципиально не можем построить такого прибора чтобы эти траектории точно определить. 2-я Фейнмана:никаких траекторий у частиц нет, существуют только вероятности обнаружить частицу в том или ином месте. Отсюда Фейнман сразу выводит запрет на падение электрона на ядро.

[myhand]

Анатолий Григорьев в сообщении #342050 писал(а):

myhand
Ну, например, у Фейнмана, (Вып.1, гл. 6, параграф 5).

Где конкретно там "электрон размазан по орбите". Должны быть упомянуты все слова.

Анатолий Григорьев в сообщении #342050 писал(а):

А вообще на принцип неопределённости существуют две основные точки зрения. 1-я Бора:частицы имеют строго определённые траектории, но мы принципиально не можем построить такого прибора чтобы эти траектории точно определить. 2-я Фейнмана:никаких траекторий у частиц нет, существуют только вероятности обнаружить частицу в том или ином месте. Отсюда Фейнман сразу выводит запрет на падение электрона на ядро.

Как бы помягче выразиться. Ну ни одна из этих точек зрения не имеет отношения ни к Фейнману, ни к Бору. 2-я точка зрения ближе всего (очень грубо) к обычному представлению о волновой функции в КМ. Напомню, вероятностную интерпретацию волновой функции дал М.Борн. Фейнман здесь непричем. 1-я точка зрения вообще бред, не надо такого Бору приписывать. Даже старая квантовая теория имеет весьма мало общего с этой "точкой зрения".

[nestoklon]

keraun в сообщении #342023 писал(а):

Кому верить, если квантовые теории в основе своей противоречивы?

Не стоит буквально понимать википедию. Качество материала на русском языке в ней часто весьма невелико. Противоречий в теории нет и быть не может.
Опять немного в сторону. В квантовой механике вопрос "как оно на самом деле" -- самый неправильный вопрос, который можно задавать. Одна из первых вещей, которой надо научиться -- обсуждать можно только наблюдаемые величины. Если говорить о наблюдаемых величинах, противоречий никаких нет. "Противоречия" могут появляться, когда не очень добросовестные исследователи начинают обсуждать ненаблюдаемые величины. Тогда в разных интерпретациях могут быть разногласия. Но это не означает, что есть противоречия. Это означает, что бессмысленно обсуждать ненаблюдаемые величины.

В общем, понять для себя ответ на вопрос в заголовке вы сможете только осознав, что вопрос в заголовке не имеет смысла, так как вы спрашиваете "как оно на самом деле" для системы, для которой этого самого "на самом деле" нет. Задайте какой-нибудь вопрос про наблюдаемые. Тогда можно будет обсуждать более предметно.

[Newton]

nestoklon в сообщении #342060 писал(а):

обсуждать можно только наблюдаемые величины. Если говорить о наблюдаемых величинах, противоречий никаких нет.

А как быть с волновой функцией или вектором состояния? Наблюдаемые ли они? Если они не наблюдаемые (а я предполагаю, что вы так считаете), то мы не должны их обсуждать, чтобы не придти к противоречиям. Вы постулируете границы познания или как?

[nestoklon]

Newton в сообщении #342079 писал(а):

А как быть с волновой функцией или вектором состояния?

На вопросы "что делать?" и "кто виноват?" пусть отвечают философы. Вам же предлагаю задуматься над тем, что волновая функция определена с точностью до фазового множителя. Что несколько затрудняет её "наблюдение".
Обсуждать волновую функцию можно только в рамках формализма, в котором она используется. В котором нет ни реальности ни "на самом деле". К которым соответственно нельзя больше апеллировать.

Newton в сообщении #342079 писал(а):

Вы постулируете границы познания или как?

Или как.

[keraun]

.

[nestoklon]

keraun в сообщении #342089 писал(а):

Геометрия Римана, геометрия Лобачевского – они же отличаются от привычной нам эвклидовой. Они не наблюдаемые,

Они-то как раз наблюдаемые.

(Оффтоп)

Что ж вас всех на ТО тянет? Есть более хороший, практически классический пример величины ненаблюдаемой. Это вектор-потенциал. Давайте лучше о нём поговорим.

keraun в сообщении #342089 писал(а):

Почему же нельзя оперировать ненаблюдаемым? Я считаю, что нужно!

Это называется "строить модели". То, чем физика как раз активно занимается. Нельзя подменять реальность моделями.
По примерам с Солнцем я понимаю, что вы так и не осознали разницу между реальностью и моделью. Давайте обсудим например диаметр Солнца. И сложности, которые могут возникнуть когда мы будем его обсуждать.

[keraun]

.

[Newton]

nestoklon в сообщении #342088 писал(а):

Вам же предлагаю задуматься над тем, что волновая функция определена с точностью до фазового множителя.

Задумался. Значит, с точностью до фазового множителя обсуждать волновую функцию можно? Или как? Сначала вы говорили о возможности обсуждения только наблюдаемых величин. Волновая функция с точностью до фазового множителя наблюдаемая величина?
PS
Чтобы было понятно, о чем я спрашиваю. Мне интересно узнать ваше мнение. Квантовую механику я знаю.

[nestoklon]

Newton в сообщении #342100 писал(а):

Или как?

Я в предыдущем комментарии довольно определённо написал. Волновую функцию можно обсуждать только в рамках модели. Её бессмысленно обсуждать как физическую (наблюдаемую) сущность, которой она не является.
Наблюдаемые (в квантовой механике это обычно вероятности тех или иных исходов эксперимента) можно обсуждать как угодно. В контексте как физической модели, так и реальности. С сущностями вроде волновой функции или вектор-потенциала надо обращаться более осторожно.

keraun в сообщении #342098 писал(а):

Чем точнее у нас будет инструмент – тем длиннее она будет. Это реальность. Что касается модели, то, как я понимаю, физики упрощают реальность до сферы.

Именно так. Пример с Солнцем -- он очевиден. Как договоримся (граница хромосферы, фотосферы или место где плотность становится больше плотности воды) -- так и будет.
Принципиальное отличие квантовой механики одно -- жёсткие ограничения на возможность "взять инструмент поточнее".

[keraun]

.