Где в атоме находится электрон

[Munin]

(Оффтоп)

g______d в сообщении #959774 писал(а):

Гарантирую, что после этого глупых вопросов будет меньше.

Не факт. Есть люди (вокруг меня немало примеров), которые способны годами и десятилетиями задавать глупые вопросы, несмотря на то, что матаппарат даже более-менее освоили.

kira_97 в сообщении #959778 писал(а):

То есть с расширением пространства фотон как бы тоже "расширяется", длина волны становится больше.

kira_97, давайте вы не будете выдавать свои фантазии за факты? Тем более что всего несколько часов назад вы об этом самом задавали вопросы, а не формулировали утверждения - и так и не поняли ответов на эти вопросы.

[Pphantom]

«Поведение электрона по мнению участника Helium» и его обсуждение отправилось в дискуссионный раздел.

Helium - изложение собственных оригинальных воззрений на предмет в учебном разделе неуместно.

[upgrade]

Sicker в сообщении #959681 писал(а):

zvm в сообщении #959624 писал(а):

а область, в которой может находиться электрон, содержит область, в которой может находиться ядро атома?

нет

то есть область, в которой с некоторой вероятностью можно обнаружить электрон не пересекается с областью, в которой с некоторой вероятностью можно обнаружить ядро?

[Ms-dos4]

upgrade
На самом деле, когда вы решаете УШ, вы предполагаете, что ядро точечное, и конечно ни о каком пересечении говорить нельзя. В действительности же ядро точкой не является (если считать ядро распределением заряда с характерным радиусом, то чуть чуть изменяется характер решения, впрочем это сказывается лишь на водородоподобных атомах с большим зарядом ядра когда вы решаете уравнение Дирака, там вылезает одна интересная вещь), и тогда можно сказать, что ВФ электрона проникает и в "область" ядра (там вообще нужно решать задачу в двух областях и сшивать её).

[Zai]

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.

Законы движения детерминированы на масштабах времени, где сохраняется принцип Даламбера непрерывности траектории частицы. В каждый конкретный момент времени конкретный электрон конкретного атома все же находится в конкретной точке.

[Ms-dos4]

Zai
Это чушь.

[upgrade]

Ms-dos4 в сообщении #960388 писал(а):

На самом деле, когда вы решаете УШ, вы предполагаете, что ядро точечное, и конечно ни о каком пересечении говорить нельзя.

я смотрю вот такой рисунок (распределение электрона):


у распределения в начале координат разрыв или просто нулевая вероятность? то есть в любой окрестности начала координат уже не ноль (тем более если распределение непрерывно)?

-- 12.01.2015, 10:36 --

я к чему: может чем больше в ядре элементарных частиц, тем выше вероятность появления электрона определенной энергии в ядре, ну и соответственно, выше вероятность распада ядра?

[Ms-dos4]

upgrade
Для основного состояния атома водорода там нулевая вероятность (а максимум вероятности как раз на боровской орбите) Но я ещё раз вам повторяю, эта ВФ получена в предположении о точечности ядра, поэтому НИЧЕГО про проникновение в область ядра в этой картинке быть не может.
Теперь по поводу распада. Альфа и бета распады (а они основные) вообще не связаны с наличием электрона. Есть разве что К-захват, вот там да, зависимость есть. Причём захватываются именно K электроны потому, что у них вероятность нахождения электрона рядом с ядром больше.
Но я ещё раз повторю, эти картинки не подойдут. Нужно ставить и решать задачу СОВСЕМ по другому. Т.е. не для кулоновского потенциала, а чего то типа такого
$\[U = \left\{ \begin{array}{l} \frac{{{U_0}}}{{1 + {e^{ - \alpha \cdot (R - r)}}}},r < R\\ \frac{{{q^2}}}{r},r > R \end{array} \right.\]$
Решаем УШ в двух областях, а затем сшиваем на границе

Только вот пользы то нет, ибо решить уравнение вы сможете лишь для одноэлектронного атома. Другое дело, я уже говорил, что такое решали для тяжёлых водородоподобных атомов (исследовалось решение уравнения Дирака), но там причины исследования были совсем другие.

[upgrade]

Ms-dos4 в сообщении #960454 писал(а):

Но я ещё раз вам повторяю, эта ВФ получена в предположении о точечности ядра, поэтому НИЧЕГО про проникновение в область ядра в этой картинке быть не может.

а, на графике ядра вообще нет, там только про электрон.

[Ms-dos4]

upgrade
.... КОГДА РЕШАЛИ УРАВНЕНИЕ (для получения этой ВФ), ВООБЩЕ НЕ УЧИТЫВАЛИ, ЧТО ЯДРО ИМЕЕТ РАЗМЕРЫ ...
Это просто решение УШ в кулоновском потенциале. И оно отлично работает, ибо влияние размеров ядра мало (и весьма специфично).
P.S.Для особо тугих - вот решаем мы задачу, как полетит снаряд в отсутствии силы трения. Построили график, а вы мне тыкаете, и говорите - вот влияние силы трения!

[upgrade]

Ms-dos4
да я понял, что не учитывали, что у точечного ядра тоже есть какое-то распределение - "размеры". спасибо за разъяснения.

[Ms-dos4]

upgrade в сообщении #960478 писал(а):

что у точечного ядра тоже есть какое-то распределение - "размеры"

Это что за бред?
Я вам вбиваю, что обычно когда решают УШ, ядро считается точечным, и никаких размеров у него нет. В действительности же ядро - не точка никакая

[Munin]

upgrade в сообщении #960235 писал(а):

то есть область, в которой с некоторой вероятностью можно обнаружить электрон не пересекается с областью, в которой с некоторой вероятностью можно обнаружить ядро?

В дополнение к тому, что сказал Ms-dos4, упомяну более простую идею: можно решать УШ для задачи двух тел - точечного электрона и точечного ядра. В этом случае (выбросив движение центра масс, то есть атома как целого), мы получаем два распределения вероятности: электрона и ядра - которые в точности подобны друг другу, только отличаются тем, что распределение вероятности ядра "сжато" в пространстве с коэффициентом $m_e/m_\mathrm{nucl}.$ Разумеется, они пересекаются: оба центрированы на начало координат.

Надо сказать, что об этом стоило упомянуть раньше, чем об эффектах неточечного ядра, потому что такое "размытие" ядра имеет порядок $10^{-3},$ а неточечность ядра имеет порядок $10^{-5}.$ Правда, для тяжёлых ядер первый порядок уменьшается (и быстро), а второй растёт (довольно медленно).

upgrade в сообщении #960417 писал(а):

я смотрю вот такой рисунок (распределение электрона):

Не знаю, где вы взяли этот рисунок, но он неверен. Скорей всего, весь источник читать не следует.

Ms-dos4 в сообщении #960454 писал(а):

Для основного состояния атома водорода там нулевая вероятность (а максимум вероятности как раз на боровской орбите)

Это тоже несколько не так. Можно говорить о двух вероятностях:
- пространственная плотность вероятности, так что $\mathsf{P}\sim\rho_V\,dV$;
- радиальная плотность вероятности, так что $\mathsf{P}\sim\rho_r\,dr.$
В нуль обращается только вторая, а на рисунке (ошибочно) изображено, как будто в нуль обращается первая. На самом деле, в основном состоянии атома водорода, первая в центре имеет максимум (а на боровском радиусе - никаких максимумов, минимумов, немонотонностей и перегибов - просто гладкое экспоненциальное спадение).

Всё дело в том, что $\rho_r=4\pi r^2 \rho_V.$ Так что основное состояние из монотонной экспоненты $\rho_V\sim e^{-2r/a}$ превращается в функцию с максимумом.

Ms-dos4 в сообщении #960454 писал(а):

Но я ещё раз вам повторяю, эта ВФ получена в предположении о точечности ядра, поэтому НИЧЕГО про проникновение в область ядра в этой картинке быть не может.

На самом деле, неточечность ядра почти ничего не меняет в этой в. ф. Просто вместо острого "уголка" в $r=0$ получается немножко сглаженная "шапочка". Проще всего это увидеть, если взять ядро как однородно заряженный шар.

[Pphantom]

kovip, реклама в форме самоцитирования также не приветствуется. Сообщение перемещено в Пургаторий.

[upgrade]

Ms-dos4
я не пойму, какое значение имеет размер вообще - есть он или его нет.

Munin в сообщении #960519 писал(а):

Разумеется, они пересекаются: оба центрированы на начало координат.

получить одновременно одну и ту-же координату они ведь не могут, точками они будут или нет, не может ведь у двух разных точек (или не точек) быть одинаковых координат, да и какие координаты могут быть у неточек.

если существует область пространства, в котором ядро может находиться одновременно с электроном, и область пространства, в котором ядро не может находиться одновременно с электроном, то какая разница точечные они или нет?
по-моему имеет значение лишь размеры этих областей и наличие у них точной границы - это подскажет где электрон точно не может находиться.

-- 12.01.2015, 14:55 --

Munin в сообщении #960519 писал(а):

Проще всего это увидеть, если взять ядро как однородно заряженный шар.

вот как раз об этом подумал - заряжаем шар, закрываем глаза, тыкаем пальцем и по статическому разряду в палец пытаемся определить координаты шара. у нас получится распределение разрядов. естественно, если мы посчитаем шар точкой, то можем заключить, что эта точка может находиться в любом месте некоторой сферы равновероятно.
затем попытаемся выяснить, а вот искра, которая пробивает между шаром-точкой и пальцем, она где находится пока мы пальцем в шар-точку не ткнули - у нас получится, что она тоже равномерно распределена по сфере, из этого мы почему-то делаем вывод, что искра (электрон) распределена по сфере...а она не распределена, ее вообще нет, она появляется только как взаимодействие пальца с шаром.

http://lenta.ru/news/2009/09/16/electron/
"Для работы они брали углеродные "иглы" длиной несколько десятков атомов и толщиной всего в один атом. Через эти цепочки пропускался электрический ток. Излучение "игл" проходило специальные магнитные линзы и проецировалось на специальный флюоресцентный экран.

В результате исследователям удалось разглядеть отдельные электроны. При этом, как и предсказывает квантовая механика, данные электроны не локализованы в пространстве, а существуют в виде электронных облаков. По словам исследователей, подобное высокое разрешение стало возможным благодаря необычайной тонкости использованных в исследовании "игл". "