作者HuangJC (吹笛牧童)
看板ask-why
标题[请益] 请问电子为何有能阶
时间Fri Apr 24 14:03:17 2009
第一次到贵板,拜 <(_ _)>
;;
如题,请问电子绕行原子的轨道为何有能阶
google 了好几个网页
只看到一堆围绕偏题的答案
但还没让我服气
是不是在能阶之中的电子会不稳定,放出能量到达另一个稳定呢?
---- 能阶
中间
---- 能阶
有那种规定电子不能死抱能量,非得释出?
因为我学的能量是连续的,而不是整数倍的
所以便难以理解了
还是说,电子轨道有波的特性,不和波共振的高度便不可能稳定?
谢谢
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 61.219.65.16
1F：推 cpt:你学的能量是连续的观念 在量子力学之後就被推翻了 04/24 14:16
2F：→ cpt:电子的特性 不能用牛顿力学去解 要用薛丁格方程去解 04/24 14:17
3F：推 ericson168:修个量子力学吧~ 04/24 14:27
4F：→ HuangJC:不行啊,很久没学数学了,这样会卡死.. 04/24 14:34
5F：→ HuangJC:查到一句话,薛丁格方程式其正确性只能靠实验来检验.. 04/24 14:41
我接受原子,电子,光子不可切割的观念
(有更小的粒子是另一回事,分子我也认为不可切割,因为分开就不再是原来的分子)
但这是粒子的不可切割,不是能量的
如果说,质能可互换,所以不可切割的质量也就造就不可切割的能量
那就这样吧~~~~
那座标呢?座标也有不可切割的最小单位吗?
一些位能,引力,不都是距离的函数吗?
如果座标是连续而不可切割的
那因座标而计算出的位能不就是连续的吗?
或者我们生存的自然界,就好像电脑的座标一样,是一格一格的呢?
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.219.65.16 (04/24 14:50)
6F：推 cpt:量子力学基本上是违反人类直觉的 因为人的感官范围尺度不够小 04/24 14:47
7F：→ cpt:套句名言: If you're not completely confused by quantum 04/24 14:48
8F：→ cpt:mechanics, you do not understand it. (忘记是谁说的了XD) 04/24 14:48
9F：推 cpt:我建议 如果要讨论原子尺度的物理 应该把高中以前的牛顿力学 04/24 14:59
10F：→ cpt:全部抛弃 不然只会越想越无法理解.. 04/24 15:00
11F：→ cpt:另外目前所知的空间和时间都是连续的 但两者无法同时定性 04/24 15:01
12F：→ cpt:(测不准原理) 04/24 15:01
13F：→ HuangJC:测不准不是不存在..不过我看完机率幅後..还好啦 04/24 15:12
14F：→ HuangJC:应该不是说电子只能停在能阶上,而是机率比较大 04/24 15:12
16F：→ HuangJC:如果能量,座标只能整数倍,那真的只能穿过或弹回了 04/24 15:14
17F：→ HuangJC:不过其实是机率;然後就谈穿隧效应了.. 04/24 15:15
另外,我从不觉得可以抛弃什麽,物理不是这样;比如相对论修正牛顿定律时
没读通就变成 "光速以下一个公式,近光速又另一个公式"
但其实不会呀..可以整合成一个公式,当光速以下时某项接近於 0
也就是说,还是有贯串的真理存在
因此如果量子力学被研究透彻
也应该是它的积分就可以回证牛顿力学
就当牛顿力学是它的一个简化公式
应该是不会不能理解才对
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.219.65.16 (04/24 15:22)
18F：推 cpt:机率分布是针对粒子的座标而言 粒子能量依然是量子化的 04/24 15:33
19F：→ cpt:一个系统的能接数量可能是天文数字 让人感觉能量是连续的 04/24 15:34
20F：→ cpt:但事实上 电子的能量落在这些能阶之外的机率依旧=0 04/24 15:35
21F：→ xiaoa:一般简单的解释是说,电子在轨域中,处在一种"共振"的状态 04/24 15:35
22F：→ cpt:有错请指正 小弟修过近代物理 修完只觉得比原来更不懂了XD 04/24 15:36
23F：→ xiaoa:在能阶以外没有共振,所以能量无法维持..... 04/24 15:36
24F：→ cpt:恩 或是说没共振的波会被自己抵销 所以机率=0 04/24 15:37
25F：→ xiaoa:事实上,电子可以在10^-11s(?)内,维持在能阶以外的能量状态 04/24 15:38
我就是想到共振;但我又想到几个模型,因此无法理解不共振又怎样
图解一下,因为画圆形不容易,我就以极座标表示法把它拉直好了
r=20 (固定高度,充当某能阶)
---------------------------------------------------------
r=10 (固定的高度,充当某能阶)
---------------------------------------------------------
r=0 (圆心,也就是原子核)
---------------------------------------------------------
x=0 x=2*PI(径度一圈了)
如上,就是圆心,和两个能阶高度
电子是怎麽运行的呢?
因为波粒二象性,我想电子是波..但不知是纵波还是横波,还是疏密波
那不重要,总之一样用 sin 波来表示
y=5*sin(th)+10 ;th=径度
这样可以代表电子路径
如果共振,表示当电子绕一圈回原点(th=0)时,高度不变
如果不共振呢,表示它好像示波器没调好时看到那样,一直跑
一直跑会怎样吗?看得眼花了乱所以掉下来?? XD
又或许这时必需细究不同角度时的核内引力差
不共振真的就无法稳定
(电子和原子核除了公转关系,怕不也有自转关系)
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.219.65.16 (04/24 15:58)
26F：推 nidor:我记得有人证明过量子力学在大尺度下会收敛到古典力学行为。 04/24 16:05
27F：→ nidor:另外，好像满多人认为时间与空间在极小尺寸下都是非连续的。 04/24 16:07
28F：→ xiaoa:不共振就会掉向核罗 04/24 16:11
29F：→ HuangJC:不共振如果不会放出能量,又怎麽会掉向核.. 04/24 16:12
30F：→ xiaoa:为什麽不会放出能量? 04/24 16:14
31F：→ HuangJC:掉向核就是放出位能,也因此必需增加动能,当然电子往下掉就 04/24 16:16
32F：→ HuangJC:是加速(原子核也没大气层给它减速燃烧),但原子核相对於轨 04/24 16:17
33F：→ HuangJC:道很小,可能冲过头变成开始减速,增加位能;这就叫共振? 04/24 16:18
34F：→ HuangJC:如果是这个模型,看起来就有点像原子做的弹簧一样~ 04/24 16:18
35F：→ HuangJC:但即使不共振,我刚画不好的图是想说,那个轨道会一直转, 04/24 16:19
36F：推 xiaoa:其实这问题....不如直接问: 电子和什麽共振? 04/24 16:20
37F：→ HuangJC:一直转就一直转嘛,我不觉得必需放出能量;除非这样的转动会 04/24 16:20
38F：→ HuangJC:造成和外界的干涉 04/24 16:20
39F：→ HuangJC:该不会是和自己的自转共振? 好像公转一圈,自转三圈? 04/24 16:22
所谓共振泛指一种场或量是有方向性,有相角的,在适当时机补充能量
比如荡秋千时,如果推的力和我荡的速度不在共振频率
当我荡回时反而推,那会两力相消
当我荡出时推,两力相加,则源源不绝
电子在放出能量後如果可以适时补充能量,那就可以谈共振
如果我们谈动能,放出动能电子会减慢速度
而补充动能时是有方向性没错;不能光是推而已
会不会是放出的动能以一种射线的方式射出
而共振时,很恰好的这射线又被原电子'吃'回
又或者多电子的原子,可以互相交换动能,你丢我捡 :)
但在单电子模型里,我就很难想像单一电子丢出的射线还怎麽追得回来
除非是分子模型,两个原子互相交换..
换言之,氢原子无法单独存在?
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.219.65.16 (04/24 16:34)
40F：→ xiaoa:有一种说法是电子自己共振(机率说). 我认为是波和轨域共振 04/24 16:32
41F：→ xiaoa:入门的说法是轨域是电子到核的距离,波有波长 04/24 16:36
42F：→ xiaoa:距离 = n倍波长,即发生共振 04/24 16:36
43F：→ xiaoa:与其说是共振,不如叫驻波.这样比较容易明白吗? 04/24 16:39
44F：→ HuangJC:电子到核的距离不懂;但驻波就很像我刚才的模型,当电子回到 04/24 16:43
45F：→ HuangJC:原角度时,是否在原高度;也就是做长曝光会看到乾净轨道 04/24 16:44
46F：→ HuangJC:如果没有乾净轨道,就好像示波器看到波一直跑的样子 04/24 16:44
47F：→ xiaoa:当电子回到原角度时,是否在原高度? 完全没有这个必要.你看到 04/24 16:57
48F：→ xiaoa:的表达方式只是为了方便... 04/24 16:57
49F：→ xiaoa:你的问题追根究底,是:物质波到底是什麽? 它怎麽表现? 04/24 16:58
50F：→ xiaoa:这问题,应该还没有明确的答案. 我们只知道它应该是纵波 04/24 16:59
51F：→ HuangJC:嗯..刚有提到可能是疏密波,那就和高度无关;但我另一个模型 04/24 17:00
52F：→ HuangJC:是电子会掉入核,动能增加时又冲过头,变成原子做的弹簧,这 04/24 17:01
53F：→ HuangJC:种模型,电子的动能和位能是不断交换的,就有高度问题 04/24 17:01
54F：→ HuangJC:但如果原子尺寸内波粒二象性很明显,我也可以说电子不是一 04/24 17:02
55F：→ HuangJC:粒'东西',而是一团'能量云'(以电子可被切至夸克之类想像) 04/24 17:02
56F：→ HuangJC:你可以说它是能量,也可以巨观说它是物质;它不是变,而是微 04/24 17:03
57F：→ HuangJC:观时明确看到两种特性;甚至说电子拉成长条型趴在轨道上也 04/24 17:04
58F：→ HuangJC:可以(像呼拉圈),因为它太小,已经测不准,没人看过了,只有统 04/24 17:04
59F：→ HuangJC:计数据而没有精确数据,统计时比如星球有质心,但星球又不是 04/24 17:05
60F：→ HuangJC:凝结在一点上的;也就是说统计本来就是'能算出相同答案'的 04/24 17:05
61F：→ HuangJC:假设,但它未必是事实;反正没人看得清..这样假设就有趣了 04/24 17:06
62F：→ HuangJC:然後我可以假设统计就是会把电子算成'总是在能阶上' 04/24 17:08
63F：→ HuangJC:因为在能阶上可以共振,统计数字才可以收敛.. 04/24 17:09
64F：→ HuangJC:另一个假设是电子射出能量波,但也接收别的射入能量波 04/24 17:10
65F：→ HuangJC:共振时,能量波的射出及补充会平衡;因此我假设氢原子必成对 04/24 17:10
66F：推 xiaoa:痾..我可能表达的不对.应该说,我们没发现物质波是横波的证据 04/24 17:11
67F：→ HuangJC:无法单独存在,这互相交换能量的电子可以形成分子的键.. 04/24 17:11
68F：→ HuangJC:而这假设很恰好的被支持了,H 的确不存在,是存在 H2 04/24 17:12
69F：→ xiaoa:H1是存在的.bohr的H原子理论就是H1存在 04/24 17:15
70F：→ HuangJC:我们说回测不准;位置和速度无法同时测准,那至少告诉我,电 04/24 17:16
71F：→ xiaoa:对於物质波,更准确来说,我们目前无法定义它是纵波或横波 04/24 17:16
72F：→ HuangJC:子的形状被测出来没?半径多少?会不会像飞盘中间凹陷? 04/24 17:16
73F：→ HuangJC:或者像蝌蚪拖着一条尾巴? 04/24 17:17
74F：→ HuangJC:我所谓的不存在是指它不稳定;如果我另一个'对射能量'的模 04/24 17:18
75F：→ HuangJC:型对了,那麽单一氢原子,它的电子能量就很难补充.. 04/24 17:18
为什麽我看到桌上有苹果?
会不会是我看时它在,我不看时它不在?
电子这个物质,又会不会根本不是圆形
或者它也是一种统计的存在
但它一直跑来跑去
(就一堆找到的资料,翻译的句子是这样)
而如果它是统计的存在,它本来就泛存於各高度上
只是在能阶高度比较常存在
但..又为什麽在能阶高度上较常存在?
我想到气体模型里的分子
其实分子的运动方向是任意的
但把机率路径积分,就好像分子从浓度高向浓度低流
其实分子可没这样挑..
会不会能阶高度是我们的数学式里比较容易凝结的'质心'
因为我们把波长放进去了
但其实电子可没这样挑..
※ 编辑: HuangJC 来自: 61.219.65.16 (04/24 17:26)
76F：→ xiaoa:我想,你扯远了....从电子能发挥的库伦力,它可视为是球体 04/24 17:19
77F：→ xiaoa:电子是确实能单独在轨域内共振的. 如果要说是射出及补充平衡 04/24 17:22
78F：→ cpt:想不到离开一下就多这麽长串推文 XD 事实上量子力学到最後 04/24 17:22
79F：→ cpt:的确是把电子(甚至所有粒子)以场(field)来描述 04/24 17:22
80F：→ xiaoa:那10^10个原子都不够 04/24 17:22
81F：→ cpt:一个系统内, 可以计算该场在所有座标中的振幅和相位 04/24 17:23
82F：→ cpt:没有达到形成驻波条件的区域 场就会自我抵销 04/24 17:24
83F：→ cpt:而某些系统的边界条件的确可以解出电子出现在原子核内的解 04/24 17:25
84F：→ HuangJC:如果电子及射出的能量波是有半径的,那射出及补充的确比星 04/24 17:29
85F：→ HuangJC:球对撞还难;但如果是场域,那麽慧星的引力也会影响地球,不 04/24 17:30
86F：→ HuangJC:算很难;那是不是电子自己的场域影响自己.. 04/24 17:30
87F：→ HuangJC:看来像,c 兄讲的就好像电子变呼拉圈一样了..因为有'场' 04/24 17:32
88F：→ HuangJC:如果电子是船,围着日月潭中心的光华岛绕圈圈,那场就是石头 04/24 17:32
89F：→ HuangJC:打错(我本来用石头);场是船在运行时於湖面激起的水花 04/24 17:33
90F：→ HuangJC:只要这水花无法和船的绕圈共振,船就会自己被阻力停下来.. 04/24 17:34
91F：→ HuangJC:如果水花和船共振,船付出动能给水花,水花又会推船 XD 04/24 17:34
92F：→ HuangJC:就变成圆型轨道的能量不灭了~ (实在太科科了) 04/24 17:35
93F：→ HuangJC:那我也可以想像,当电子失去能量时,掉一格能阶;而失去的能 04/24 17:37
94F：→ HuangJC:量应该是以场域的型式向外发送.. 04/24 17:37
95F：推 xiaoa:所以电子是船还是水花= =? orz 04/24 18:26
96F：→ HuangJC:照我这形容,电子是船.. 04/24 18:34
97F：→ HuangJC:但其实场域搞不好也是电子的一部份,不如形容成新娘的长裙. 04/24 18:35
98F：→ HuangJC:如果不共振,新娘就被自己的裙跘倒 XD 04/24 18:35
99F：→ HuangJC:然後电子就会娇喘一声,倒入原子核的怀中了~ 04/24 18:40
100F：推 tomichy:我觉得这个问题答案是 造物者的奥妙设计 04/24 19:58
101F：推 joe7078:好精采@@" 04/25 03:20