※ 引述《HuangJC (吹笛牧童)》之铭言： : 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 大哉问 基本上这偏离日常生活经验太远 很难用三言两言回答 : 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 我觉得从二狭缝开始是不错的选择 你要先了解电子有时是波有时是粒子 所以电子满足特定的 "波动方程" 然後你要了解波动方程的一些数学特性 例如处处连续 无穷处趋近於0 就会导出能量被离散的结论 : 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? 这背後隐藏很多东西 一、电子的状态不一定对应到一个特定的能量 如果这句话很难理解 请回到双狭缝实验 二、假设我们就讨论处於特定能量的电子 又假设这世上就只有这电子没有其他东西 那这电子的确是永远会处在那儿 更深刻的讲法是 能量是时间对称的结果 所以有特定能量即代表时间不变 三、事实上这世界除了电子还有其他东西 所以当电子与其他东西起作用时 他就有可能或是很容易释放出能量了 四、在量子的世界里 连真空都是有着能量起伏的 所以第二点事实上不可能成立 电子会与真空起作用 所以他一定不会一直处在那儿 : 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 : 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 : → 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 : 推 ericson168:修个量子力学吧~ 04/24 14:27 : → HuangJC:不行啊,很久没学数学了,这样会卡死.. 04/24 14:34 : → 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 你的不可切割的定义怪怪的 目前物理基本上是觉得原子是可切割的 原子不是由电子和原子核组成的吗？ : 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~~~~ 不对 能量包含动能和静止质量带来的能量 所以速度也被限制了 : 那座标呢?座标也有不可切割的最小单位吗? 有所谓的普朗克长度 但我不清楚 在我了解的层次座标是连续的 : 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) : 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 : → cpt:套句名言: If you're not completely confused by quantum 04/24 14:48 : → cpt:mechanics, you do not understand it. (忘记是谁说的了XD) 04/24 14:48 好像是费曼 : 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 : → cpt:全部抛弃 不然只会越想越无法理解.. 04/24 15:00 : → 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 : → cpt:(测不准原理) 04/24 15:01 : → 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 : → 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 : → HuangJC:http://zh.wikipedia.org/wiki/有限位势垒 这里有.. 04/24 15:14 : → 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 : → 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 喔不 量子力学的神妙之处之一 就在於他不能独立於古典力学而存在 就如你所述 狭义相对论是包住牛顿力学的 只要速度远小於c 那麽所有东西都可以回到牛顿力学 但量子力学没那麽简单 虽然有所谓的corresponding principle 说当普朗克常数趋近於零能量很大或是尺寸变大时 量子力学应该要回到古典力学 但这背後不代表量子力学是包住古典力学 另一个简单的看法是 在尺寸介於其中 也就是在量子与古典的边界 事物会变得...很难处理 : ※ 编辑: HuangJC 来自: 61.219.65.16 (04/24 15:22) : 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 : → 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 : → 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 : → 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 : → 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 : → xiaoa:在能阶以外没有共振,所以能量无法维持..... 04/24 15:36 : → 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 : → 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 在这里 "绕一圈" 以及 "一直跑" 都是错误的图像 基本上你没办法深究电子的路径 你脑中想的还是一个粒子跑来跑去 但这个世界上的电子不是这麽运作的 为什麽电子没有固定的路径？ 一样请回到双狭缝绕射 : 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 不共振无法稳定？ : (电子和原子核除了公转关系,怕不也有自转关系) 自旋是另一件事 中间关於共振的讨论省略 : 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? 好 先前已有提到 电子的状态不一定对应到一个固定的能量 电子的状态是对应到固定能量的状态的线性组合 但是为什麽我们一直谈论对应到固定能量的电子状态？ 因为时间不变与能量守恒对应 所以当我们想看随着时间不变的东西时 我们就得看那些对应到固定能量的电子状态 : : : 我想到气体模型里的分子 : 其实分子的运动方向是任意的 一般的气体模型是古典的喔 这里的分子都真的是古典的粒子 : 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) : → 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 : → 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 : → 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 : → cpt:的确是把电子(甚至所有粒子)以场(field)来描述 04/24 17:22 : → xiaoa:那10^10个原子都不够 04/24 17:22 : → 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 : → 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 : → 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 : → 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 : → 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 : → HuangJC:算很难;那是不是电子自己的场域影响自己.. 04/24 17:30 : → 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 : → 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 : → 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 : → 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 : → 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 : → HuangJC:就变成圆型轨道的能量不灭了~ (实在太科科了) 04/24 17:35 : → 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 : → HuangJC:量应该是以场域的型式向外发送.. 04/24 17:37 : 推 xiaoa:所以电子是船还是水花= =? orz 04/24 18:26 : → HuangJC:照我这形容,电子是船.. 04/24 18:34 : → 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 : → HuangJC:如果不共振,新娘就被自己的裙跘倒 XD 04/24 18:35 : → HuangJC:然後电子就会娇喘一声,倒入原子核的怀中了~ 04/24 18:40 : 推 tomichy:我觉得这个问题答案是 造物者的奥妙设计 04/24 19:58 : 推 joe7078:好精采@@" 04/25 03:20 --

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