2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней. На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 13  След.
 
 Где в атоме находится электрон
Сообщение04.01.2015, 10:05 
Заслуженный участник


30/01/09
4694
Моя наивная точка зрения на вопрос в заголовке заключалась в следующем. Электрон есть точечная частица. В каждый конкретный момент времени она находится в какой-то конкретной точке. Где находится эта точка - никому неизвестно. У электрона есть волновая функция. Вероятность нахождения электрона в какой-то точке пропорциональна квадрату модуля волновой функции в этой точке. И как мне кажется, то что я написал, это и есть копенгагенская интерпретация квантовой механики. В то же время в соседней ветке меня поправили. Выяснилось, что частица - это то, что является собственными функциями оператора числа частиц. Я внутренне как-бы против такого понимания. По мне - собственные функции - это математические понятия, описывающие частицу, а не сама частица. Но тут я до конца не разобрался. Поэтому спорить не буду. Выяснилось, что частицы в каком-то смысле нигде не находятся. Можно конечно считать, что электрон в атоме нигде не находится, а просто определяется своей волновой функцией. А в чём собственно разница между этой интерпретацией и исходной? Дело в том, что электрон как-то взаимодействует с окружающими его частицами. Например, с другими электронами атома и с ядром. В основном это электромагнитное взаимодействие. Оно осуществляется посредством процессов испускания и поглощения виртуальных фотонов. Эти процессы поглощения и испускания происходят в какой-то конкретной точке, а не во всей области пространства, занимаемой волновой функцией. (Извините, что в данном месте написал глупость, но не знаю, как тут точно определить понятия, о которых пишу, и вряд-ли это возможно). Где-то встечал такую мысль, что физика не занимается понятиями, которые невозможно наблюдать или измерить. А почему нет? Так и координата электрона в атоме. Пока её не измерять, мы её не знаем. Но это же не значит, что она не существует. Помогите разобраться, как лучше представлять себе электрон в атоме. Как частицу, имеющую координаты (неизвестные) или как частицу, которая нигде не находится?

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 10:24 
Аватара пользователя


13/08/13
2752
Второе

-- 04.01.2015, 10:25 --

Точнее, он и там и тут :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 11:28 
Заслуженный участник


30/01/09
4694
Sicker в сообщении #956124 писал(а):
Второе

-- 04.01.2015, 10:25 --

Точнее, он и там и тут :-)

Sicker
Вы не могли бы дать подтверждающую ссылку?

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 11:32 
Аватара пользователя


13/08/13
2752
Ну, гуглите эксперименты, неравенства Белла

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 11:58 


07/06/11
1890
мат-ламер в сообщении #956120 писал(а):
В каждый конкретный момент времени она находится в какой-то конкретной точке

Вот тут вы ошибаетесь.
В к.м. бессмысленно спрашивать "где находится электрон" не производя при этом измерение его положения. И во фразе
мат-ламер в сообщении #956120 писал(а):
Вероятность нахождения электрона в какой-то точке пропорциональна квадрату модуля волновой функции в этой точке.

под словом "нахождение" понимает "нахождение в эксперименте в процессе измерения".

мат-ламер в сообщении #956120 писал(а):
Выяснилось, что частица - это то, что является собственными функциями оператора числа частиц.

Ну скорее не так. Скорее так: говорят, что в состоянии $\left\lvert \psi \right\rangle$ есть $n$ частиц, если $\hat N \left\lvert \psi \right\rangle =  n \left\lvert \psi \right\rangle $?, где $\hat N$ оператор полного числа частиц.

мат-ламер в сообщении #956120 писал(а):
Можно конечно считать, что электрон в атоме нигде не находится, а просто определяется своей волновой функцией. А в чём собственно разница между этой интерпретацией и исходной?

Разница в том, что бессмысленно спрашивать, где находится электрон. Пока мы не измерили его местоположение на эксперименте он будет вести себя квантовым образом. И уж так вышло, что в человеческих языках нет слов более подходящих, чтобы это описать.
Если демонстрировать на простом примере -- игральный кубик. На эксперименте вы всегда будете видеть, что кубик лежит на одной из граней. Вы сможете написать что-то вроде волновой функции грани кубика, которая будет описывать вероятность того, какая грань окажется сверху. Но, до тех пор, пока кубик не упал бессмысленно спрашивать какая грань у него сверху, потому что кубик находится в качественно другом состоянии, которое нельзя описать в терминал "такая-то грань сверху". Тут точно так же.

Если же говорить про процессы рассеяния-испускания чего-либо, то тут все сложнее. Сложность опять же в том, что вы не можете поставить эксперимент так, чтобы непосредственно наблюдать процессы излучения или поглощения. В лучшем случае вы сможете наблюдать сечение распада. Ну и тут придется привлекать всякие не простые вещи вроде матриц рассеяния и теории возмущения в ктп. Но если максимально все упростить, то получится, что для описания реального эксперимента вам придется учитывать, что излучение может произойти в разных точках с разной вероятностью. Что снова вернет нас к том, что до тех пор, пока мы не поставим эксперимент по непосредственному измерению координаты точки, в которой произошло излучение, вопрос "в какой точке произошло излучение" не имеет физического смысла.

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 12:08 
Заслуженный участник


30/01/09
4694
EvilPhysicist в сообщении #956149 писал(а):
В к.м. бессмысленно спрашивать "где находится электрон" не производя при этом измерение его положения.

Абсолютно верная фраза. А что, кто-то спрашивал "где находится электрон"?

-- Вс янв 04, 2015 13:15:32 --

EvilPhysicist в сообщении #956149 писал(а):
Но если максимально все упростить, то получится, что для описания реального эксперимента вам придется учитывать, что излучение может произойти в разных точках с разной вероятностью

Если излучение происходит в точке (и вероятно, в какой-то момент времени), то логично предположить, что частица находилась где-то в крестности этой точки (с какой-то вероятностью, конечно).

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 12:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


31/01/14
7196
Hogtown

(Оффтоп)

мат-ламер в сообщении #956152 писал(а):
А что, кто-то спрашивал "где находится электрон"?

Анекдот писал(а):
Больной: Доктор, все говорят, что у меня бывают провалы в памяти.
Доктор: И часто они у Вас бывают?
Б: Что бывает?
Д: Провалы…
Б: Какие провалы?

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 12:17 
Заслуженный участник


30/01/09
4694
Red_Herring
Я не спрашивал, где находится электрон. Я лишь утверждал, что он где-то конкретно находится, не задавая вопрос - где?

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 12:25 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


31/01/14
7196
Hogtown
мат-ламер в сообщении #956155 писал(а):
Я не спрашивал, где находится электрон.

А про заголовочек забыли? Или это были не Вы?
В.Высоцкий (Второе "Я") писал(а):
Мне чуждо это "я" мое второе.
Нет, это не мое второе "я".

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 12:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
мат-ламер в сообщении #956155 писал(а):
Я лишь утверждал, что он где-то конкретно находится, не задавая вопрос - где?

Воздержитесь утверждать что-то на темы, которые вам незнакомы:
    Toucan в сообщении #956018 писал(а):
     !  мат-ламер, убедительная просьба: при изложении своего понимания ограничьтесь, пожалуйста, учебными разделами тех наук, которые Вы изучали.

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 12:43 
Заслуженный участник


30/01/09
4694
Sicker в сообщении #956139 писал(а):
Ну, гуглите эксперименты, неравенства Белла

Погуглил.
Цитата:
Неравенства Белла возникают при анализе эксперимента типа эксперимента Эйнштейна-Подольского-Розена из предположения, что вероятностный характер предсказаний квантовой механики объясняется наличием скрытых параметров, то есть неполнотой описания.

Если бы я сказал, что электрон имеет конкретное местоположение в конкретное время, мы его не знаем и из этого вытекает вероятностный характер его поведения, то я бы согласился, что я не прав. Я считаю, что вероятностный характер поведения - это основа, ниоткуда не вытекающая и не требующая пояснений. А вот из этого самого вероятностного характера поведения уже вытекает, что имеет смысл волновая функция, что имеет смысл квадрат модуля волновой функции, что интеграл модуля от этой функции по какому-то куску пространства имеет смысл вероятности нахождения частицы в этой области. Значит мы можем говорить о вероятности нахождения частицы в произвольной области. Используя понятие обобщённой функции, мы можем говорить о вероятности нахождения чатицы в конкретной точке. Значит частица где-то находится, а не находится "и там и тут".

-- Вс янв 04, 2015 13:47:42 --

Red_Herring в сообщении #956157 писал(а):
А про заголовочек забыли? Или это были не Вы?

Про заголовок действительно забыл. Но это просто заголовок, чтобы привлечь к теме какое-то внимание.

-- Вс янв 04, 2015 13:54:41 --

И тут у меня возникли дополнительные вопросы. Итак, допустим мы не можем говорить, что электрон в атоме находится в конкретный момент времени в конкретной точке. А можем ли мы говорить тогда, что электрон находится в какой-то области с какой-то вероятностью? Или это тоже спрашивать бессмысленно? И если это спрашивать бессмысленно, имет ли смысл квадрат модуля волновой функцией?

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 14:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
мат-ламер в сообщении #956164 писал(а):
А вот из этого самого вероятностного характера поведения уже вытекает, что имеет смысл волновая функция, что имеет смысл квадрат модуля волновой функции, что интеграл модуля от этой функции по какому-то куску пространства имеет смысл вероятности нахождения частицы в этой области.

Тут ошибка в том, что интеграл модуля от этой функции по какому-то куску пространства имеет смысл не вероятности нахождения частицы в этой области, а вероятности обнаружения частицы в этой области. Если её измерят прибором. А если не измерят - то не имеет такого смысла.

мат-ламер в сообщении #956164 писал(а):
И если это спрашивать бессмысленно, имет ли смысл квадрат модуля волновой функцией?

Имеет, но не тот, который вы выдумали в результате гугления, а тот, который написан в учебниках.

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 14:18 
Заслуженный участник


30/01/09
4694
Munin в сообщении #956180 писал(а):
Тут ошибка в том, что интеграл модуля от этой функции по какому-то куску пространства имеет смысл не вероятности нахождения частицы в этой области, а вероятности обнаружения частицы в этой области. Если её измерят прибором. А если не измерят - то не имеет такого смысла.


Вот тут пишут
Цитата:
Физически значимым является лишь квадрат модуля волновой функции, означающий вероятность нахождения изучаемого микрообъекта в некотором месте пространства.[7][8]


Но всё же попробую посмотреть в учебниках.

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 15:28 


01/12/14
255
Лучше всего - посмотреть на то, как в теории вероятностей образуются закономерности (например, распределение Гаусса): в пространстве исходов их нет, и они появляются только в результате подсчёта. Если, например, брать не сумму трёх фишек, а последовательность, то никаких закономерностей не будет... При этом, координаты пространства исходов никак не связаны с координатами в этой функции!

Похоже, и у нас - так, и подсчётом является взаимодействие...

 Профиль  
                  
 
 Re: Где в атоме находится электрон?
Сообщение04.01.2015, 15:29 


07/06/11
1890
мат-ламер в сообщении #956152 писал(а):
А что, кто-то спрашивал "где находится электрон"?

Вы:
мат-ламер в сообщении #956120 писал(а):
Электрон есть точечная частица. В каждый конкретный момент времени она находится в какой-то конкретной точке. Где находится эта точка - никому неизвестно.


мат-ламер в сообщении #956152 писал(а):
Если излучение происходит в точке (и вероятно, в какой-то момент времени), то логично предположить, что частица находилась где-то в крестности этой точки (с какой-то вероятностью, конечно).

Не логично потому что
EvilPhysicist в сообщении #956149 писал(а):
бессмысленно спрашивать, где находится электрон. Пока мы не измерили его местоположение на эксперименте он будет вести себя квантовым образом.


мат-ламер в сообщении #956155 писал(а):
Я не спрашивал, где находится электрон. Я лишь утверждал, что он где-то конкретно находится, не задавая вопрос - где?

Это одно и то же.
Пока не произведен процесс измерения, где находится электрон, спрашивать где он находится бессмысленно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Эта тема закрыта, вы не можете редактировать и оставлять сообщения в ней.  [ Сообщений: 182 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 13  След.

Модераторы: Парджеттер, Pphantom, Aer, photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group