Beschleunigung elektrischer Ladungen und Strahlung

Nach der klassischen elektromagnetischen Theorie sollten beschleunigte Ladungen Strahlung abgeben und dabei Energie verlieren. Der in meinem Buch angegebene Grund, warum Atome keine Strahlung aussenden (sagen wir, wenn sich das Atom entlang eines Kreises bewegt), ist, dass das Atom neutral ist. Ich kann verstehen, wie dies für ein neutrales Teilchen wie ein Neutron funktioniert, aber das Atom hat konstituierende Ladungen in sich. Wie kann die "Anwesenheit" einer entgegengesetzten Ladung in der Nähe einen scheinbar intrinsischen Prozess stoppen, der von der Umgebung unabhängig ist? Geben die Elektronen und Protonen Strahlung ab, die destruktiv interferiert oder so etwas?

Was ist das für ein dummes Buch?
Ich glaube nicht, dass es ein Duplikat ist. Die Frage, auf die Sie sich beziehen, besagt, dass, sobald wir das Elektron auch als Welle betrachten, es nicht als beschleunigend angesehen werden kann und daher keine Strahlung emittiert. Ich möchte fragen, ob ich ein Atom hereinwirbele ein Kreis, offensichtlich beschleunigen sich die Ladungen, warum sendet das Atom keine Strahlung aus (wenn es dies tatsächlich nicht tut).
@ user42991: Denken Sie daran, dass Neutronen aus geladenen Quarks bestehen, daher gibt es keinen Unterschied zwischen der Betrachtung von Atomen oder Neutronen. Sie scheinen Atom und Neutron als nicht elementar geladen bzw. elementar geladen zu unterscheiden.
Entschuldigung, mein fehler. Jedenfalls, was ist die Antwort auf die Frage?
Ich fürchte, dass Sie in einer klassischen Theorie die gleichen Probleme auch für Dipole haben
Ich verstehe die Gleichungen in diesen Links nicht wirklich. Vielleicht war meine Frage nicht klar. Ich wollte sagen, warum ein Atom (oder sagen wir, ein Haufen Atome, vielleicht ein Auto), das sich im Kreis bewegt, keine Strahlung aussendet. Ich verstehe, warum das Atom, wenn man den Kern als Trägheitsrahmen nimmt, keine Strahlung aussendet, weil das Elektron nicht im klassischen Sinne umkreist. Danke und Entschuldigung, ich wurde gerade in der Schule offiziell in QM eingeführt, meine Fragen basieren hauptsächlich beim Versuch, zufällige Situationen zu analysieren, oft mit einem unvollständigen Werkzeugkasten, nehme ich an.

Antworten (3)

Ihr Buch ist falsch. "Atombremsstrahlung" ist eine Sache und tritt auf, wenn ein neutrales Atom ein Dipolmoment hat und irgendwie beschleunigt wird.

In der Praxis sind Situationen, in denen etwas so Massives wie ein Atom auf einen beträchtlichen Bruchteil seiner Ruhemasse beschleunigt wird, während es gleichzeitig nicht durch die beteiligten Kräfte ionisiert wird, ziemlich selten, so wie das Phänomen kommt nicht so oft vor.

Aber nichts daran, Teil eines größeren neutralen Systems zu sein, ob quantentechnisch oder klassisch, hindert ein geladenes Teilchen daran, zu strahlen, wenn das gesamte System beschleunigt.

Nach der klassischen elektromagnetischen Theorie ...

Ich denke, dies ist die Schlüsselannahme, auf der Sie Ihre Frage aufbauen, und für Atome / Nukleonen / Elektronen / alles Kleinere gilt diese Annahme einfach nicht. Alle diese Objekte müssen mit der Quantenmechanik beschrieben werden, also gibt es keine Flugbahn einer lokalisierten Ladung oder ähnliches - alles, was übrig bleibt, ist eine Wahrscheinlichkeitsdichte, um eine lokalisierte Ladung an einem bestimmten Punkt in der Raumzeit zu finden. Diese Wahrscheinlichkeitsdichte mag sich im Laufe der Zeit ändern, aber es gibt keine klassische Beschleunigung, es gibt nicht einmal ein Teilchen ...

Ich dachte, die Newtonsche Mechanik sei ein Sonderfall der Quantenmechanik. Auch wenn der genaue Ort des Teilchens im großen Maßstab nicht bestimmt werden kann, kann man nicht sagen, dass es sich ungefähr auf einer Kreisbahn bewegt? Und was erklärt dann die Wärmestrahlung im quantenmechanischen Sinne? Klassisch ist sie auf beschleunigte Ladungen zurückzuführen.
Die Newtonsche Mechanik ist kein Sonderfall, es ist besser, sie als einen großen Durchschnitt zu betrachten, der all die winzigen Quanteneffekte/Fluktuationen verbirgt. Aber vergiss bitte die Vorstellung von „etwas, das sich bewegt“ – da ist NICHTS, Teilchen sind nur ein Modell, um die Realität zu beschreiben, und dieses Modell ist hier falsch
Laut den von mir gelesenen quantenmechanischen Büchern, zuletzt "Auf der Suche nach Schrödingers Katze", stellt die Newtonsche Mechanik einen Sonderfall dar. Viele Geräte (zB das Flugzeug) wurden unter Berücksichtigung der Newtonschen Mechanik gebaut und funktionieren. Newtonsche Mechanik ist eine gute Annäherung. Zugegeben, die Unsicherheit in der Position und/oder Geschwindigkeit des umkreisenden Atoms wird aufgrund seiner geringen Masse groß sein, aber das bedeutet nicht, dass es keine Beschleunigung gibt. Es wird eine Unsicherheit in der Beschleunigung geben. Soweit Die meisten Menschen sind besorgt Entdeckung in Experimenten = Realität.
Vielleicht ist das nur ein Argument über Worte - ein Sonderfall ist eine Teilmenge einer Theorie, bei der einige Annahmen getroffen werden, die die Berechnung erleichtern, aber immer noch dieselben Gleichungen und dieselbe Theorie verwenden. Zum Beispiel betrachtet man in der Gasdynamik oft den Spezialfall eines idealen Gases von punktförmigen hart wechselwirkenden Teilchen - sie sind nicht punktförmig, aber der Fehler ist oft vernachlässigbar. Bei der Quantenmechanik und dem Newton ist es anders – Sie werden die Ebene niemals als Quantenobjekt beschreiben, es ist ein System aus Myriaden von Quantenobjekten. Alle Effekte zusammengenommen ergeben die Newtonschen Gesetze. Es ist eine Obermenge.

Bis hinab zur Quantengröße im atomaren Maßstab funktioniert die Teilchenidee nicht mehr. Stattdessen sind in der Quantenmechanik Wellenfunktion und Eigenzustand Grundbegriffe. Physikalische Größen, die in der klassischen Theorie bekannt sind, sind Operatoren und ihr Erwartungs- oder Durchschnittswert ist das, was man im klassischen Sinne beobachtet. Um festzustellen, ob sich ein Elektron bewegt, sollte man sich die Elektronendichteverteilung ansehen.

Wenn Sie sagen, dass ein Atom keine EM-Strahlung aussendet, nehmen Sie an, dass es sich im Grundzustand befindet, dem niedrigsten Eigenzustand. Die Elektronendichte eines Eigenzustands ist im Laufe der Zeit unveränderlich. Klassisch interpretiert, wie Sie möchten, sitzt das Elektron im Atom da und tut nichts, also tritt keine Strahlung auf. Andererseits strahlen Atome in vielen Situationen. Das liegt daran, dass Elektronen zwischen Eigenzuständen springen. Nun ändert sich die Elektronendichte mit der Zeit, was bedeutet, dass sie klassischerweise beschleunigen und so Photonen emittieren.

Was freie Elektronen betrifft, wie beispielsweise in einem Elektronenstrahl, ist ihre Wellenfunktion (ein Wellenpaket) nicht eingeschränkt. Daher haben sie keine diskreten Eigenzustände, in denen sie bleiben können. Sie reisen die ganze Zeit, ähnlicher wie in der klassischen Welt. Wenn die Geschwindigkeit (immer noch der Erwartungswert) nicht konstant ist, tritt Strahlung auf.

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