Столкновение двух электронов происходит ли обмен импульсами?

[face12]

Как можно определить , что два электрона "столкнувшись" летят впротивоположные стороны, а не теже электроны продолжают двигатсья в том же направление? Покрайней мере такая постановка неперечит ничему? тоесть невзаимодействуют и пролетают сквозь друг друга? хотя "до столкновения" они начинают замедлятся?

[Munin]

На самом деле никак нельзя определить. Электроны между собой тождественны. Так что нельзя сказать, что электроны продолжают двигаться в том же направлении, или развернулись в противоположную сторону. Более того, полное решение этой задачи таково, что каждый разлетающийся электрон "наполовину состоит" из развернувшегося, и "наполовину состоит" из продолжившего движение.

[kolas]

Если мы сталкиваем например два тенисных мячика, то можно определить кто куда разлетается. Мячики при ударе взаимодействуют электронами, вопрос, в чем различие столкновения электрона с электроном, и столкновения електронов в превом и во втором мячике?

[BISHA]

face12 в сообщении #548121 писал(а):

Как можно определить , что два электрона "столкнувшись" летят впротивоположные стороны, а не теже электроны продолжают двигатсья в том же направление?

Подумать как измерить фазы электронов. Если столкновение, то фаза меняется 90 градусов. Скорее всего они полетят под некоторым углом к первоначальной траектории, как в эффекте Комптона.

[Munin]

kolas в сообщении #548184 писал(а):

Если мы сталкиваем например два тенисных мячика, то можно определить кто куда разлетается. Мячики при ударе взаимодействуют электронами, вопрос, в чем различие столкновения электрона с электроном, и столкновения електронов в превом и во втором мячике?

Различие в том, что электроны подчиняются квантовым законам, а мячики - классическим. Грубо говоря, когда мы определяет для мячиков "кто куда разлетается", мы следим за мячиками глазами, и при этом дефинируем для себя "вот этот мячик" по тому, как он продолжает существовать в виде крупной сосредоточенной отдельной массы. Как между собой мячики обмениваются электронами во время столкновения (а они это делают), мы не следим. За электронами нельзя следить в том же духе.

BISHA
Вы снова пишете невероятную чушь. Увяньте, наконец.

[whiterussian]

face12
Заблокирован как клон.

[photon]

Тема открыта по просьбе форумчан. За флуд, флейм, лженауку буду стрелять без предупреждения

[BISHA]

Munin в сообщении #548346 писал(а):

Вы снова пишете

Фаза электрона определяется направлением его спина, а электрон волна и мы можем говорить об изменении фазы электрона при столкновении.

[Munin]

BISHA в сообщении #549045 писал(а):

Фаза электрона определяется направлением его спина

Нет. Фаза электрона определяется фазой электрона. Направление спина позволяет в лучшем случае узнать относительную фазу спинорных компонент волновой функции.

BISHA в сообщении #549045 писал(а):

а электрон волна

Электрон квантовая частица.

BISHA в сообщении #549045 писал(а):

и мы можем говорить об изменении фазы электрона при столкновении.

Вы - не можете, потому что не умеете считать, и не знаете, о чём идёт речь. Физики знают, что фаза - быстро изменяющаяся переменная, и говорить о ней нет смысла.

Вот спин - да, спин действительно позволяет различить электроны в нерелятивистских столкновениях. Если у сталкивающихся электронов спины направлены в противоположные стороны, то сечение процесса, в котором они "продолжают двигаться в том же направлении" (то есть, спин конечного электрона, летящего вправо, равен спину начального электрона, летящего вправо), уходит в бесконечность (при обращении угла рассеяния в нуль), а сечение процесса, в котором они "разворачиваются", конечно. Если спины направлены в одну и ту же сторону, то разделить эти два процесса нельзя, сечение получается из их суммы (точнее, разности).

[zubik67]

Munin в сообщении #549098 писал(а):

Вот спин - да, спин действительно позволяет различить электроны в нерелятивистских столкновениях. Если у сталкивающихся электронов спины направлены в противоположные стороны, то сечение процесса, в котором они "продолжают двигаться в том же направлении" (то есть, спин конечного электрона, летящего вправо, равен спину начального электрона, летящего вправо), уходит в бесконечность (при обращении угла рассеяния в нуль), а сечение процесса, в котором они "разворачиваются", конечно. Если спины направлены в одну и ту же сторону, то разделить эти два процесса нельзя, сечение получается из их суммы (точнее, разности).

А попонятнее нельзя? Кто куда летит и с какими спинами в случае:
а) исходные спины антипараллельны
б) исходные спины параллельны

[Munin]

Если исходные спины антипараллельны (и известны), то имеют место два процесса:

Поскольку у них конечные состояния различаются, то и сами эти процессы можно различить (если бы исходные спины были антипараллельны и неопределённы, то различить было бы нельзя). У того, в котором электроны разворачиваются, сечение конечно, у того, в котором электроны летят дальше - сечение обращается в бесконечность, когда угол рассеяния нулевой.

Если исходные спины параллельны, то два аналогичных процесса:

различить по конечным состояниям никак нельзя, так что они всегда складываются по амплитудам.

Сам процесс называется "мёллеровское рассяние" (Møller scattering), по нему и гуглить.

В релятивистском случае магнитные поля могут разворачивать спины электронов, так что для всех конечных состояний дают вклад оба варианта - а при больших энергиях ещё и процессы более высоких порядков.

[zubik67]

Спасибо!

[BISHA]

zubik67 в сообщении #549369 писал(а):

А попонятнее нельзя? Кто куда летит и с какими спинами в случае:
а) исходные спины антипараллельны
б) исходные спины параллельны

Относительно просто написано в книге -Л. Б. Тарасов. Основы квантовой механики. 1978 г. стр. 83 и 95.

[AAK]

Munin в сообщении #549538 писал(а):

Если исходные спины антипараллельны (и известны), то имеют место два процесса:

Поскольку у них конечные состояния различаются, то и сами эти процессы можно различить (если бы исходные спины были антипараллельны и неопределённы, то различить было бы нельзя). У того, в котором электроны разворачиваются, сечение конечно, у того, в котором электроны летят дальше - сечение обращается в бесконечность, когда угол рассеяния нулевой.

Если исходные спины параллельны, то два аналогичных процесса:

различить по конечным состояниям никак нельзя, так что они всегда складываются по амплитудам.

Сам процесс называется "мёллеровское рассяние" (Møller scattering), по нему и гуглить.

В релятивистском случае магнитные поля могут разворачивать спины электронов, так что для всех конечных состояний дают вклад оба варианта - а при больших энергиях ещё и процессы более высоких порядков.

Меня удивляет такой вопрос -- электроны сталкиваются в трехмерном пространстве. Спины каждого электрона в трехмерном пространстве по отношению друг к другу должны иметь случайное положение. По Вашим же схемам выходит, что спины двух электронов могут находиться по отношению друг к другу только либо совпадать, либо быть противоположны.

Вопрос -- КАК два электрона в трехмерном пространстве могут взаимодействовать только либо с сонаправленными спинами, либо с противоположно направленными спинами?

[Munin]

Вопрос хороший. Затрагивает самую суть квантования.

Пока, не углубляясь, так:

Если спин электрона имеет какое-то случайное заданное положение, то это положение может быть выражено как два комплексных числа. Это аналогично тому, как положение вектора может быть задано тремя числами, только способ задания другой.

Дальше, любое квантовое явление протекает таким образом, как будто независимо происходят несколько вариантов процессов, и потом их результаты между собой интерферируют. Поэтому и квантовое состояние объекта тоже ведёт себя как несколько независимых состояний, взятых вместе, каждое со своим комплексным весом.

Отсюда получается интересный результат. Электрон, имеющий спин в каком-то случайном заданном положении, может быть рассмотрен как два независимых состояния электрона, соответствующих этим двум вышеупомянутым комплексным числам по отдельности. Когда мы рассматриваем любой процесс с этим электроном, мы можем рассчитать отдельно, что произойдёт с его первой и второй компонентами, и потом взять интерференцию от этих двух результатов.

Сами по себе эти компоненты можно представлять себе как нечто абстрактное. Но у них есть интерпретация. Если электрон имеет спин, направленный вверх, по оси $z,$ то его компоненты равны $\left(\begin{smallmatrix}1 \\ 0\end{smallmatrix}\right),$ если вниз - $\left(\begin{smallmatrix}0 \\ 1\end{smallmatrix}\right).$ Поэтому эти компоненты называют компонентами "спин вверх" и "спин вниз". Но надо помнить, что через них может быть выражена любая ориентация спина. Например, если спин ориентирован под углом $\tfrac{\pi}{6}$ к оси $x,$ то просто компоненты равны $\bigl(\begin{smallmatrix}\sqrt{3}/2 \\ 1/2\end{smallmatrix}\bigr).$

Поэтому задача столкновения двух электронов с произвольными положениями спинов тоже раскладывается в задачи столкновения электронов в состояниях "спин вверх" и "спин вниз", а потом результаты этих задач нужно между собой сложить с соответствующими коэффициентами.