Где в атоме находится электрон

[danko 2013]

abelor в сообщении #962377 писал(а):

квантовая частица не имеет определенной координаты или импульса, когда её не наблюдают

Скажите, когда Вы говорите "не наблюдают", то имеете в виду "не взаимодействуют ни коим образом"?

[upgrade]

Droog_Andrey в сообщении #962721 писал(а):

Наиболее корректно представлять множества состояний атома и правила перехода их друг в друга.

я почему спросил, в моей практике, связанной иногда с обработкой информации уже почти нет никаких основных геометрических фигур или их комбинаций - кривая, круг, квадрат, плоскость, шарик ..., а есть массивы значений, которые при различном к ним подходе выдают из себя что угодно - и облака и шары и плоскости..., какое представление удобнее в зависимости от их обработки. Хотя если наглядно, то можно наверное интерпретировать тот же поток клиентов, как ссыпание разнокалиберного песка из самосвала на множество разных датчиков, (но там нет ни песка ни шариков ни датчиков об которые клиенты бьются да и клиентов физически может не быть)

[мат-ламер]

Cos(x-pi/2) в сообщении #962615 писал(а):

Электрон в атоме лишь с малой вероятностью изредка взаимодействует с одним фотончиком,

Блин. А я думал, что он ещё взимодействует электромагнитно с ядром путём испускания и поглощения виртуальных фотонов. (И с другими электронами тоже). Но обязуюсь свою необразованность постепенно исправить. Согласен, что понятие элементарной частицы в современной теоретической физике сложно для понимания.

[Helium]

upgrade в сообщении #962725 писал(а):

я почему спросил, в моей практике, связанной иногда с обработкой информации уже почти нет никаких основных геометрических фигур или их комбинаций - кривая, круг, квадрат, плоскость, шарик ..., а есть массивы значений, которые при различном к ним подходе выдают из себя что угодно - и облака и шары и плоскости..., какое представление удобнее в зависимости от их обработки.

Это похоже на теорию хаоса или была такая мысль хаос как сверхсложная упорядоченность.

[Munin]

upgrade в сообщении #962710 писал(а):

а можно ли представлять атом, ядро, электроны и взаимодействия, просто как наборы данных и правил по которым эти данные появляются и изменяются?

Можно, вот только справитесь ли вы?

(Оффтоп)

Droog_Andrey в сообщении #962721 писал(а):

Наиболее корректно представлять множества состояний атома и правила перехода их друг в друга. А описание этих состояний уже зависит от того, в каком эксперименте мы наблюдаем атом.

Ну, доля правды в этом есть. Но всё-таки существует и теория атома, подтверждённая совпадением с экспериментами, так что, состояния более-менее известны и сами по себе.

-- 15.01.2015 20:52:11 --

upgrade в сообщении #962725 писал(а):

я почему спросил, в моей практике, связанной иногда с обработкой информации уже почти нет никаких основных геометрических фигур или их комбинаций - кривая, круг, квадрат, плоскость, шарик ..., а есть массивы значений, которые при различном к ним подходе выдают из себя что угодно - и облака и шары и плоскости..., какое представление удобнее в зависимости от их обработки.

Это хорошо, что у вас есть привычка к абстрактным понятиям и данным. Она поможет при изучении квантовой механики. Осталось открыть учебник. Например, Ландау-Лифшица или Мессиа.

мат-ламер в сообщении #962730 писал(а):

Блин. А я думал, что он ещё взимодействует электромагнитно с ядром путём испускания и поглощения виртуальных фотонов. (И с другими электронами тоже). Но обязуюсь свою необразованность постепенно исправить.

Не паясничайте. Вам не идёт. Вот будете знать хорошо хотя бы одну теорию - тогда дело другое.

Helium в сообщении #962741 писал(а):

Это похоже на теорию хаоса

Нет, не похоже. Хаос - совершенно другое понятие.

[upgrade]

Munin в сообщении #962743 писал(а):

Можно, вот только справитесь ли вы?

уже точно знаю, что нет. крайне тяжело выдумывать какие-либо подходы к обработке да еще и помнить цепочку рассуждений не понимая смысла действий, а смысл он почти всегда связан представлениями процесса и результатов в трехмерных фигурах.

[Cos(x-pi/2)]

upgrade в сообщении #962710 писал(а):

а можно ли представлять атом, ядро, электроны и взаимодействия, просто как наборы данных и правил по которым эти данные появляются и изменяются?

Не знаю; пробуйте, если предполагаете, что такой подход Вам поможет лучше разобраться в экспериментах.

мат-ламер в сообщении #962730 писал(а):

Блин. А я думал, что он ещё взимодействует электромагнитно с ядром путём испускания и поглощения виртуальных фотонов. (И с другими электронами тоже).

Этого взаимодействия никто не отрицает. Но речь шла не о нём, не о виртуальных фотонах, а о рассеянии атомом реальных фотонов - т.е. о тех квантовых процессах, которые по смыслу хоть чуть-чуть соотносятся с классическим визуальным "наблюдением ледяного шарика" или с наблюдением полёта футбольного мяча, движения планет и т.п. - с тем, что составляет основу нашей обычной интуиции и кажется изначально понятным. Речь о том, что перенос таких интуитивно понятных представлений о телах и об их движении в микромир оказался ошибочным.

Конечно, в этом есть нечто загадочное, не до конца раскрытое; по крайней мере так это ощущается. Именно это делает квантовую физику очень интересной. Но словесными упражнениями "тайну квантового поведения частиц" раскрыть не удаётся; имхо, ломать голову следует не над словесными формулировками с классическими картинками, а над экспериментальными фактами, коих в современной квантовой физике постепенно появляется всё больше.

[мат-ламер]

Munin в сообщении #962743 писал(а):

Не паясничайте. Вам не идёт. Вот будете знать хорошо хотя бы одну теорию - тогда дело другое.

А я не паясничаю. Вопрос принципиальный. Если с электроном ничего не присходит, то его можно представить как застывшее облако. Если же с ним постоянно что-то происходит (испукание и поглощение частиц), то стоит вопрос - где? Хотя вопрос наверное надо поставить подругому.

[Cos(x-pi/2)]

мат-ламер в сообщении #962769 писал(а):

Если же с ним постоянно что-то происходит (испукание и поглощение частиц), то стоит вопрос - где?

На таком языке ответ - "везде" и "всегда": ведь по 4-мерным координатам вершин в соответствующих диаграммах Фейнмана ведётся интегрирование.

[Droog_Andrey]

В стационарном состоянии таки ничего и нигде. Но беда в том, что изолированных систем де-факто не существует, так что стационарное состояние электрона - тоже, по большому счёту, приближение :)

[Munin]

upgrade в сообщении #962749 писал(а):

уже точно знаю, что нет.

А я вот в вас верю...

upgrade в сообщении #962749 писал(а):

крайне тяжело выдумывать какие-либо подходы к обработке да еще и помнить цепочку рассуждений не понимая смысла действий, а смысл он почти всегда связан представлениями процесса и результатов в трехмерных фигурах.

При чём же тут трёхмерные фигуры? Вот возьмём какое-нибудь распределение населения по возрастам - разве это трёхмерная фигура? Добавим распределение по весу, по зарплате, по средней школьной оценке...

Смысл-то есть, но для него надо изучить такой раздел физики, как волновые явления и процессы, колебания в резонаторах. Когда вы будете с ним "на ты", тогда в квантовой физике вам всё будет знакомо и понятно.

Можно зайти с другого пути, изучать прежде всего матричную форму квантовой механики. Это более абстрактно, но может получиться. Но тут вам надо с самого начала решить, что фигуры не трёхмерные, а $n$-мерные, где $n$ - это число квантовых состояний, например, уровней энергии, или уровней проекции спина. Впрочем, можно пользоваться трёхмерными аналогиями, если формулы вы пишете правильно.

мат-ламер в сообщении #962769 писал(а):

А я не паясничаю. Вопрос принципиальный. Если с электроном ничего не присходит, то его можно представить как застывшее облако. Если же с ним постоянно что-то происходит (испукание и поглощение частиц), то стоит вопрос - где? Хотя вопрос наверное надо поставить подругому.

Вопрос, на самом деле, не принципиальный. В квантовой механике нет никакой разницы между вариантами "ничего не происходит", и "что-то происходит, но ничего не меняется". Они отличаются всего лишь на ненаблюдаемую константу - на фазу волновой функции, на начало отсчёта энергии.

Можно представить, что с электроном постоянно что-то происходит: испускание и поглощение частиц. "Где?" Вот как раз там, где находится это облако - в каждой его точке. Каждая точка облака испускает и поглощает частицы. Помогло? Я думаю, не очень.

-- 15.01.2015 23:42:19 --

Droog_Andrey в сообщении #962809 писал(а):

В стационарном состоянии таки ничего и нигде.

В стационарном состоянии электрон находится в кулоновском потенциале ядра, а именно это на языке КЭД описывается как постоянный обмен виртуальными фотонами между электроном и ядром. Короче, как говорила Красная Королева, "приходится бежать изо всех сил, только чтобы остаться на одном месте".

-- 15.01.2015 23:58:21 --

В сторону:

Мне в своё время для понимания квантовой механики сильно помог один математический образ. Это понятие свёртки функций. Напомню: пусть у нас есть функции $f(x)$ и $g(x),$ тогда их свёрткой называется

$$(f\star g)(x)=\int f(\xi)\,g(x-\xi)\,d\xi=\int f(x-\xi)\,g(\xi)\,d\xi.$$
Это понятие хорошо знакомо радиотехникам из операционного исчисления, где соответствует произведению образов Лапласа (да и Фурье), а фотографам - как blur (размытие) изображения за счёт нерезкой настройки оптики, или в графическом редакторе. Если мы берём какую-то произвольную $f(x)$ и стандартную $g(x),$ то каждая отдельная точка $f(x)$ как будто "размывается" в пространстве в маленькую копию $g(x)$ (пропорционально интенсивности $f(x),$ которую она имела до "размытия"). В результате, получается функция $(f\star g)(x),$ которая "несёт на себе следы" и одной, и другой исходной функции.

Так вот, квантовую механику можно себе представлять при помощи этого образа, как "двухслойную структуру". На "нижнем слое", который мы не можем наблюдать, мы начинаем с точечной квантовой частицы - точечной во вполне классическом смысле. А на "верхний слой", видимый, тот, который является реальной физической картиной происходящего, эта частица "проникает" только после "свёртки" со своей волновой функцией $\psi.$ Куда частица движется - определяется волновой функцией, "второй составляющей свёртки". Что происходит с частицей самой по себе - например, столкновения, излучения-поглощения - происходит на уровне "первой составляющей свёртки".

Не бог весть что, но позволяет не запутаться.

[Touol]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #962855 писал(а):

Мне в своё время для понимания квантовой механики сильно помог один математический образ. Это понятие свёртки функций.

Спасибо. Я то такую функцию искал. Теперь буду знать как она называется и где её примеры найти .

[upgrade]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #962855 писал(а):

А я вот в вас верю...

спасибо.

Munin в сообщении #962855 писал(а):

При чём же тут трёхмерные фигуры? Вот возьмём какое-нибудь распределение населения по возрастам - разве это трёхмерная фигура?

двумерная - возраст и частота появления.

Munin в сообщении #962855 писал(а):

Добавим распределение по весу, по зарплате, по средней школьной оценке...

получится мешок с кубиками и цифрами на них вроде игры лотто.
частота, скорость и способы перетряхивания мешка ничего для игрока не меняют. Как он себе мешок или кубики представляет и их распределение - шаром, кубом, плоскостью...графиками, не суть важно.
для игрока меняется что-то только когда он получает данные. может вытащить одно значение может два, сперва одно затем два, складывать их или сразу суммы получать, вытащить затем обратно положить, досыпать кубиков, переделать кубики в пирамидки и так далее.
Но пока из мешка не вытащили данные их просто нет, не о чем говорить, вот вытащат - тогда. распределение подсказывает только то, какие последовательности данных были уже вытащены и каким способом, но оно не говорит ничего о том, где в мешке расположены кубики и кубики ли это вообще, а может это шарик, а может карточка, таблица, да что угодно. удобнее кубиком представить с гранями на которых указаны данные - пусть будет такой кубик.
например, поступление платежей в кассу ничего не говорит о том один это человек платит или несколько.
вот речь зашла об облаке электрона, так платежи тоже можно представить так - кассир ядро, вокруг него сферы с дырками, в которые роступают деньги. От сферы с максимальным количеством дырок будет максимальное количество платежей в единицу времени, распределение будет зависеть от $r$ сфер и совпадать с платежами настоящих покупателей ))

[g______d]

Cos(x-pi/2) в сообщении #962615 писал(а):

Будь кто-то хоть трижды гениальным математиком, хоть ЗУ, но если он не знает того огромного фактического материала (причём это ведь не мозаика, а взаимно связанные сюжеты из экспериментальной физической электроники, из физики элементарных частиц, из ядерной физики, из физики твёрдых тел, из химии, из оптики и физики электромагнитных явлений), на котором строится квантовая теория, то он так и будет барахтаться в детской ванночке наивного пустословия про "как представить себе электрон" и т.п.

Не будет барахтаться, если прочитает Рида и Саймона или что-то подобное (других вариантов, правда, мало).

[Red_Herring]

g______d в сообщении #962984 писал(а):

Не будет барахтаться, если прочитает Рида и Саймона или что-то подобное (других вариантов, правда, мало).

Ситуация несколько другая. Если я захочу свихнуться на тему "где был электрон когда был Наполеон", я не буду подвергать сомнению ни Рида с Саймоном, ни Березина с Шубиным, в общем—ни одну из книг по уравнению Шредингера, а просто заявлю, что все это конечно очень здорово, да электрон описывается не уравнением Шредингера и про всякие "функция пся" ничего не знает, а описывается, …. и тут надо быть настоящим физиком, чтобы вернуть меня на путь истинный.