Kann der Radius der Elektronenbahn im Wasserstoffatom unter den Bohr-Radius schrumpfen?

Wenn wir ein Magnetfeld an ein Wasserstoffatom anlegen, so dass die magnetische Lorentzkraft nach innen auf das Elektron wirkt, wird sein Radius auf einen Wert schrumpfen, der kleiner als der Bohrsche Radius ist, weil gemäß Bohrs Quantisierungsradius der Elektronenbahn niemals kleiner sein kann als der Bohrsche Radius ?

Das grundlegende Problem bei dieser Frage ist, dass die Elektronen nicht in der Umlaufbahn sind . Ja, das ist das von Bohr verwendete Modell, aber nein, es ist nicht korrekt. Nicht einmal annähernd richtig. Das Wort, das für die wahre Quantenbeschreibung verwendet wird, ist "Orbital", und das Orbital im Grundzustand hat eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass sich das Elektron innerhalb des Kerns befindet, als in jedem anderen vergleichbar großen Volumen.

Antworten (1)

In der Quantenmechanik hat das Elektron keine Umlaufbahnen, nur Orbitale , Wahrscheinlichkeitsorte dafür, wo sich die Elektronen befinden, wenn eine Messung versucht wird. Das Bohr-Modell ist eine Mittelung des zugrunde liegenden quantenmechanischen Verhaltens. Ein durchschnittlicher Radius kann berechnet werden und dieser kann sich ändern, wenn ein Magnetfeld angelegt wird.

Es gibt Messungen von Atomorbitalen und Orbitalen, die für chemische Studien wichtig sind. Es gibt Berechnungen darüber, wie sich Orbitale ändern, wenn eine Änderung des durchschnittlichen Radius berücksichtigt wird. Ja, der durchschnittliche Radius kann sich also durch externe Magnetfelder ändern.

Anna, nur für mein autodidaktisches Verständnis: Bohr hat ein Modell entwickelt, aber die Realität ist QM? Ich sehe das oft, dass die Realität mit QM verwechselt wird. Wäre es nicht besser, über das am besten angepasste Modell der Realität auf atomarer Ebene zu sprechen? Ok, das ist zu lang. Wie wäre es mit moderner Atomphysik, die quantenmechanisch ist?
@HolgerFiedler Ja, Bohrs Modell ist eine Annäherung an das zugrunde liegende quantenmechanische Wahrscheinlichkeitsniveau. Auch die Atomphysik geht von der zugrunde liegenden probabilistischen quantenmechanischen Ebene aus. Wir sagen, dass QM das zugrunde liegende Framework ist, weil die Annahme zu allen Daten passt. Man muss nicht überall bohrartige Näherungen verwenden, sondern das quantenmechanische Modell entwickeln und es auf die makroskopischen Messungen projizieren. Alle makroskopischen Zahlen ergeben sich aus dem zugrunde liegenden quantenmechanischen Verhalten.
@HolgerFiedler QM ist die beste Beschreibung, die wir derzeit haben. Dies kann sich natürlich in Zukunft ändern, aber im Moment können wir den Unterschied zwischen QM und Realität nicht erkennen, also betrachten wir QM (oder eine Form, die QM und GR kombiniert, wie die Stringtheorie) als real. Aber es ist immer noch nur ein Modell – wir werden nie wissen, was „wirkliche Realität“ ist (das ist im Prinzip unmöglich und eher philosophisch als physikalisch), wir machen einfach immer genauere Modelle. Bohrs Modell war begrenzt – es erklärte die Emissionsspektren von Wasserstoff, aber das war es auch schon; QM erklärt alles, was wir wissen, und sagt vieles voraus, was wir nicht wussten.
@Luaan Nicht meine Muttersprache. Das Einzige, was ich mit meiner Wiederholung sagen wollte, war, dass QM eine Beschreibung der Realität ist und nicht die Realität an sich.
Zur Bestätigung. Verringert sich die Umlaufbahn eines Elektrons (in älteren QM) in Gegenwart eines externen starken Magnetfelds ? Oder In neuem QM steigt im obigen Fall die Wahrscheinlichkeit, es in der Nähe des Kerns zu finden.
@Shashaank Es ist eine andere Frage. warum fragst du nicht. und die Quantenmechanik ist eine, nicht alt und neu. Wenn Sie die zweite Quantisierung mit neu meinen, sind die Postulate von einfachen potenziellen Lösungen bis zu QFD immer noch dieselben
@annav Ok, ich werde es fragen. Aber meine Fragen zur QM (wie die, ob ein Elektron einen Bruchteil der Photonenenergie aufnehmen darf oder nicht) wurden nicht beantwortet. Deshalb habe ich gezögert, eine neue Frage zu stellen. Entschuldigung, ich meinte Bohrs QM-Theorie (die meiner Meinung nach nur eine Manipulation der klassischen Mechanik ist, um das korrekte Ergebnis ohne Argumentation zu liefern) und De Broglies (der meiner Meinung nach als der Vater der QM bekannt sein sollte) Theorie. Tut mir leid, wenn meine Ansichten gegen Bohric sind, aber ich fühle mich so (ich habe gerade erst angefangen, wahrscheinlich ist das der Grund)
kannst du deine unbeantwortete Frage verlinken? Dies könnte Sie aufklären, wenn Sie Zugriff auf eine Bibliothek haben : adsabs.harvard.edu/abs/1988PhRvA..37..672S
@annav OK. Dies ist der eine physical.stackexchange.com/q/316848/113699 .
@annav Dieser von mir wird beantwortet, aber ich konnte ihn nicht bekommen - physical.stackexchange.com/q/264128/113699 Danke! Tut mir leid, ich habe keinen Zugriff auf irgendeine Art von Online-Bibliothek. Nur die in der Uni....
Kann der Radius der Elektronenbahn im Wasserstoffatom unter den Bohr-Radius schrumpfen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v