Взаимодействие электронов

[Nomads]

Мучает такой вопрос. Взаимодействие двух электронов при соударении. Описание опыта. Имеется два электрона, которые имеют свои скорости и направления полёта. В определённый момент они сталкиваются. Вопрос чем определяется их скорость и направление полёта после взаимодействия?

Мои предположения.

1) Скорость и направление полёта определяется из правила сложения векторов при ударе. То есть берутся центры масс и по правилам геометрии определяются направления полёта электрона после удара. Это нам хорошо знакомо из повседневной жизни. Взаимодействие многоатомных тел так и происходит. Вся загвоздка в том что электрон бесструктурен и соответственно говорить о наличии у него центра масс нельзя. Для наличия центра масс необходимо, чтобы электрон имел в себе частицы. Из этого следует что либо электрон составная конструкция либо взаимодействие электронов происходит не так.

2) Направление и скорость электронов после удара определяется исходя из правил сходных с правилами отражения света. Угол падения равен углу отражения электрона и определяется из взаимного расположения поверхностей электронов в момент удара. При таком описании можно точно найти траекторию полёта электрона после удара, но непонятно как найти скорость электронов после удара. Какая часть скорости будет отдана от одного электрона другому. Непонятен параметр это определяющий.

3) При столкновении двух электронов их скорости не меняются. Меняется только направление полёта. Отсюда сразу следует вопрос как меняется и упорядочивается скорость между электронами.

4) При соударении скорость электронов складывается и делится на два. То есть скорости частиц после столкновения одинаковы, а векторы разные. Вопрос сразу следует почему скорости после удара одинаковые?

5) Симбиоз 2 и 4 пункта.

Следует пренебречь силой отталкивания электронов.

[Someone]

Nomads в сообщении #743473 писал(а):

Вопрос чем определяется их скорость и направление полёта после взаимодействия?

В классической механике — деталями взаимодействия в процессе столкновения. В квантовой теории всё гораздо хуже, и есть только вероятности того или иного результата.

Nomads в сообщении #743473 писал(а):

1) Скорость и направление полёта определяется из правила сложения векторов при ударе. То есть берутся центры масс и по правилам геометрии определяются направления полёта электрона после удара. Это нам хорошо знакомо из повседневной жизни. Взаимодействие многоатомных тел так и происходит.

Нет, это так не происходит. Даже для биллиардных шаров.

Nomads в сообщении #743473 писал(а):

2) Направление и скорость электронов после удара определяется исходя из правил сходных с правилами отражения света. Угол падения равен углу отражения электрона и определяется из взаимного расположения поверхностей электронов в момент удара.

У электрона нет поверхности. Для биллиардных шаров это, может быть, можно было бы рассматривать как первое приближение. Но не более. А может быть, это не годится и как первое приближение. Я в такие детали не влезал.

Nomads в сообщении #743473 писал(а):

Для наличия центра масс необходимо, чтобы электрон имел в себе частицы.

Это чушь. Для одной частицы понятие центра масс определено вполне корректно.

Nomads в сообщении #743473 писал(а):

3) При столкновении двух электронов их скорости не меняются. Меняется только направление полёта. Отсюда сразу следует вопрос как меняется и упорядочивается скорость между электронами.

4) При соударении скорость электронов складывается и делится на два. То есть скорости частиц одинаковы, а секторы разные. Вопрос сразу следует почему скорости после удара одинаковые?

И то, и другое может случиться в каких-то исключительных случаях, но не является правилом.

[DimaM]

Если пренебречь излучением, то должны сохраняться импульс и кинетическая энергия.
В классике (при небольших скоростях) из этого следует, что в системе центра масс скорости по модулю остаются такими же, как до соударения (оба вектора просто поворачиваются на произвольный угол). В ЛС надо просто добавить скорость центра масс.

[Nomads]

DimaM
Тогда получается что изменение скоростей электронов по модулю невозможно, а это значит что у электронов всегда должны быть только определённые скорости полученные ими в момент скажем при отрыве от ядра и других случаях. На практике как я понимаю скорости электронов всегда разные и они имеют возможность ею обмениваться между собой. Тот же электрический ток. Скорость движения электронов можно варьировать очень легко, изменяя напряжение.
Someone
Про бильярдные шары можно подробнее какие есть исключения и чем определяется скорость шара.

Про электрон не совсем понятно, если мы знаем его размеры, то должна быть какая-то поверхность его ограничивающая.

[DimaM]

Nomads в сообщении #743530 писал(а):

Тогда получается что изменение скоростей электронов по модулю невозможно, а это значит что у электронов всегда должны быть только опоеделённые скорости полученные ими в момент скажем отрыва от ядра и т.п.

Слова "в системе центра масс" у меня написаны не просто так.

[Nomads]

Поясните.

[DimaM]

Nomads в сообщении #743538 писал(а):

Поясните.

Вы знаете, что такое скорость центра масс?

[Nomads]

Начнём с того что центр масс это субъективное понятие, поэтому не понятно как всё таки в вашем случае описания столкновения электронов изменяется их скорость после соударения в неподвижной системе отсчёта. Я так понимаю вы хотите сказать что общий импульс системы сохраняется, меняется лишь направление разлёта электронов и соответственно их скорости в неподвижной системе отсчёта, исходя из закона сохранения импульса меняются на определённую величину. Это понятно и фактически описано в моём первом примере. Непонятно следующее - помимо изложенных мной сомнений в первом пункте добавляется ещё такие тезисы: Как электроны определяют где их совместный центр масс и почему их изменение скорости в таком случае связано с изменением направления полёта после столкновения?

[Someone]

Nomads в сообщении #743530 писал(а):

Про бильярдные шары можно подробнее какие есть исключения и чем определяется скорость шара.

Там много от чего может зависеть результат столкновения. Геометрическая конфигурация в момент удара, деформация шаров в процессе удара, вращение шаров, происходит ли проскальзывание, какие при этом происходят потери энергии, и т.п. Одних только законов сохранения недостаточно, чтобы определить результат.

Nomads в сообщении #743542 писал(а):

Начнём с того что центр масс это субъективное понятие

Глупости. Центр масс в классической механике вполне однозначно определён, и никакого субъективизма не допускает.

[Nomads]

С шарами понятно важны поправки. К электронам понятие вращение и потери энергии не относятся так как они бесструктурны. Вот ещё один про бильярдные шары вопрос я не понимаю как применить сложение векторов и описать столкновение бильярдного шара по другому шару, когда один из шаров неподвижен. Это надо как-то вычетать одно из другого?

Мы можем оперировать понятием центр масс двух электронов исходя из результатов физического процесса протекания соударения. Если бы процесс протекал как-то по-другому то мы не могли бы им оперировать. Поднятый мной в первом посте вопрос и есть поиск того как именно протекает этот процесс, результатом которого есть закон сохранения импульса и математическое описание центра масс.

[DimaM]

Nomads в сообщении #743549 писал(а):

Поднятый мной в первом посте вопрос и есть поиск того как именно протекает этот процесс, результатом которого есть закон сохранения импульса и математическое описание центра масс.

Законы сохранения и центр масс тем и хороши, что не зависят от деталей протекания процесса.

[Nomads]

Путаете причину и следствие.

[Munin]

Nomads в сообщении #743473 писал(а):

Следует пренебречь силой отталкивания электронов.

Только за счёт этой силы они и сталкиваются.

Вместо фантазий, откройте учебники и прочитайте про задачу рассеяния. В классическом случае она рассмотрена в Ландау-Лифшице "Механика" (для нерелятивистских скоростей, для релятивистских существенным становится излучение электромагнитных волн - неупругое рассеяние).

Nomads в сообщении #743549 писал(а):

К электронам понятие вращение и потери энергии не относятся так как они бесструктурны.

Чушь. Да, вращение и потери энергии у них другие, чем у бильярдных шаров. Но всё равно есть. Энергия теряется на излучение электромагнитных волн. Вращение - кроме орбитального движения есть спин, который необходимо учитывать в квантовом случае (в классическом им можно пренебречь).

-- 05.07.2013 15:55:07 --

Nomads в сообщении #743554 писал(а):

Путаете причину и следствие.

Пока вы не знаете физику, а ваш собеседник знает физику, не высказывайтесь о том, чего он путает. Смешно выглядит.

[Nomads]

Munin
Я не понимаю о каком вращении может идти речь в частице не имеющей структуры. Спин везде пишут это величина никак не связанная непосредственно с вращением.

В моём примере речь идёт о свободных электронах и соответственно у них нет орбитального вращения. Излучением электромагнитных волн пренебрежём и рассмотрим только механику взаимодействия.

Мой оппонент утверждал что первичны законы, а не явления, что я считаю неверным.

[Munin]

Nomads в сообщении #743597 писал(а):

Я не понимаю о каком вращении может идти речь в частице не имеющей структуры.

Ну и пускай. Доберётесь до квантовой механики - поймёте.

Nomads в сообщении #743597 писал(а):

Спин везде пишут это величина никак не связанная непосредственно с вращением.

Да. Именно что непосредственно - не связанная. Но всё-таки связанная.

Nomads в сообщении #743597 писал(а):

Излучением электромагнитных волн пренебрежём и рассмотрим только механику взаимодействия.

Пожалуйста. Это я вам уже сказал, где читать: ЛЛ-1, по оглавлению найдёте.

Надеюсь, пренебрегать электрическим отталкиванием вы больше не собираетесь?

Nomads в сообщении #743597 писал(а):

Мой оппонент утверждал что первичны законы, а не явления, что я считаю неверным.

Вы вряд ли поняли, что утверждал ваш оппонент.