Miért nem az atom az elektron vonzódik a proton

Posztgraduális Princeton végzős osztály részecskefizika és kozmológiai MSU

Természetesen vonzott, különben nem lenne tartalmaznak. Sőt, sok különböző tárgyakat, hogy valami húzott rajta, és nem tartoznak, például a Hold a Földre. A trükk az, hogy a Hold folyamatosan „esik” a Földre, de ez egyúttal oldalirányú elmozdulását, ez alatt az idő alatt csak repül ki az oldalra. Ennek eredményeként a „esik”, azaz az eltérés az egyenes úton, ellensúlyozza az elmozdulás az egyik oldalon, és kiderül, hogy írja le szinte kör vissza újra és újra. De egy ilyen helyzetben nem működik egy atom, mert a gyorsított töltés sugároz, és az elektron kell energiát veszítenek az elektromágneses sugárzás és csökken (általában, és a hold is, de a gravitációs sugárzás nagyon gyenge, és az energiaveszteség effektusok segítségével a Föld-rendszer hold észrevehetetlen).

Itt jön a képbe a kvantummechanika, az a tény, hogy az elektron nem forog a pályára, és a köré a proton. A kvantummechanikában elve bizonytalanság: dx * dp> h, ahol dx koordináta bizonytalanság, dp - pulzus és h - alapvető állandó úgynevezett Planck-állandó. Elektronikus nincs egyértelmű vagy koordináták pulzus és van egy bizonyos valószínűségi eloszlás, a szűkebb annak várható régió mentén koordinálják, annál nagyobb a lendület. Ha az elektron közeledett közel a proton, tudtuk, hogy jó lenne, hogy koordinálja, dx lenne kicsi, és dp

h / dx magas. Ennek eredményeként, az elektron is kap elég nagy lendületet repülni vissza távol proton vagy minden atom. Ezért, hogy összekapcsolódnak közel két részecskék, az szükséges, hogy a kölcsönhatás nagyon erős volt. Így például a nukleáris, ami az energia sokkal nagyobb léptékű elektromágneses.

Ui A határozatlansági elv lehet becsülni az atom nagyságát. Például, az elektrosztatikus energiát adott U = k * Q1 * Q2 / r, ahol k - Coulomb-állandó, Q1, Q2 - díjak, R - távolság. Kinetikus energia E = m * v ^ 2/2 = p ^ 2 / (2m), az arány a bizonytalanság tudunk p

h / r. A mozgási energia szükséges a repülés, egyenlő lesz a lehetséges, ha U = k * e ^ 2 / r

h ^ 2 / (2 * m * r ^ 2), ahol r

h ^ 2 / (2 * k * e ^ 2 * m), ami nagyjából megegyezik a mérete egy atom - Bohr sugara. Nyilvánvaló, hogy ha csökken r, akkor a mozgási energia E gyorsabban növekszik, mint a lehetséges, és a rendszer egyszerűen nem tartható fenn.