Kann ein Elektron trotz sukzessiver Überlagerung als stehende Welle existieren?

Mit der Entwicklung der Quantenmechanik wurde festgestellt, dass die um einen Kern kreisenden Elektronen nicht vollständig als Teilchen beschrieben werden können, sondern durch den Welle-Teilchen-Dualismus erklärt werden müssen. In diesem Sinne umkreisen Elektronen den Kern nicht im Sinne eines Planeten, der die Sonne umkreist, sondern existieren als stehende Wellen. Die niedrigstmögliche Energie, die ein Elektron aufnehmen kann, ist daher analog zur Grundfrequenz einer Welle auf einer Saite. Höhere Energiezustände ähneln dann Oberschwingungen der Grundfrequenz.

Ich habe hier eine Frage, wenn Elektronen als stehende Wellen (Materiewellen) existieren, können sie von nicht-mechanischen Wellen wie elektromagnetischen Wellen überlagert werden? Mein Buch sagt das, die Wellenlänge eines Elektrons mit Masse 9.11 ⋅ 10 − 31 K G und bewegt sich mit der Geschwindigkeit von 10 6 M / S hat eine Wellenlänge von ca 7.28 ⋅ 10 − 10 M . Die dem sich bewegenden Elektron zugeordnete Wellenlänge soll in der gleichen Größenordnung liegen wie X -Strahlen, die leicht gemessen werden können. Wenn ich annehme, dass das Elektron mit elektromagnetischer Strahlung überlagert wird, dachte ich, würde das Elektron durch Überlagerung seine Existenz als stehende Welle verlieren (ich habe keine Quelle gefunden, die diese Ansicht stützt, wenn sie falsch ist, erklären Sie sie bitte).

Tatsächlich werden Atome zu jedem Zeitpunkt von elektromagnetischer Strahlung getroffen, wenn wir davon ausgehen, dass Elektronen von elektromagnetischen Wellen überlagert werden, kann das Elektron nicht als stationäre Welle existieren, aber nach dem Schrödinger-Modell wird gesagt, dass das Elektron als stationäre Welle existiert. Ich weiß nicht, ob ich irgendwo einen Fehler gemacht habe, oder kann das Elektron nicht als stationäre Welle existieren? Falls ja, erklären Sie es bitte.

stehende Welle
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Antworten (1)

In Ihrer Frage sind mehrere Konzepte miteinander verwoben.

Die Elektronen in ihren Orbitalen sind eine stabile Lösung für ein Potentialproblem, das Potential, das von den Ladungen im Problem geliefert wird. Die Orbitale beschreiben die Wahrscheinlichkeit , das Elektron in einer Position (x,y,z) um den Kern herum zu finden.

Wie kann man das Elektronenorbital sehen? In diesem Link können Sie sehen, dass es keine einfache Angelegenheit ist, aber es wurde getan, indem das Elektron mit Photonen gestört und statistisch der ursprüngliche Ort erhalten wurde.

Sobald man den Ort des Elektrons gesehen/gemessen hat, gilt die Lösung des Potentials für dieses freie Elektron nicht mehr. Die Wahrscheinlichkeit , es zu finden, kann durch eine wandernde ebene Welle beschrieben werden, bis sie von einem anderen Potential eingefangen wird und auf einen Grundzustand oder ein Energieniveau abstrahlt, das in einem ionisierten Atom leer war.

Tatsächlich werden Atome zu jedem Zeitpunkt von elektromagnetischer Strahlung getroffen, wenn wir davon ausgehen, dass Elektronen von elektromagnetischen Wellen überlagert werden, kann das Elektron nicht als stationäre Welle existieren, aber nach dem Schrödinger-Modell wird gesagt, dass das Elektron als stationäre Welle existiert.

Ein Photon, das auf ein gebundenes (Wahrscheinlichkeit Stehwelle) Elektron trifft, kann dieses aus dem Atom vertreiben. Ein Photon mit geeigneter Energie kann es auf ein höheres Energieniveau bringen, das Photon verschwindet und das Elektron fällt zurück in den Grundzustand, indem es diese spezielle Spektrallinie emittiert. Es ist wahr, dass Atome, und das bedeutet die Elektronenwolke um den Kern, ständig getroffen werden und mit Photonen interagieren, aber die große Mehrheit der Photonen hat nicht einmal genug Energie, um die Atome zu ionisieren , geschweige denn das Elektron zu befreien.

Die Photonen in unserer Umgebung werden in erster Ordnung durch die Schwarzkörperstrahlung der Erde und durch das Spektrum der Sonne , die die Energie an die Erdoberfläche liefert, energetisch begrenzt. Der hohe Schweif der Sonne, der Atome ionisieren kann und somit gefährlich ist, wird größtenteils durch die Atmosphäre, unsere Unterkünfte und Kleidung abgeschnitten.

Die einzigen zwei Ergebnisse auf Atome aus der "Überlagerung", die Sie sich vorstellen, sind also entweder die Änderung des Energieniveaus und das Verschwinden des Photons oder die Ionisierung des Atoms und die Änderung der Energie des Photons. Letzteres zerstört die Stehwellen-Wahrscheinlichkeitsfunktion des Elektrons zu einer ebenen Welle.

Ein von einem Photon getroffenes freies Elektron kann entweder elastisch oder unelastisch streuen, aber ein freies Elektron wird nicht mehr durch eine stehende Wahrscheinlichkeitswelle beschrieben, sondern nur durch eine sich ausbreitende ebene Welle (wiederum eine Wahrscheinlichkeitswelle), die auch eine Lösung der Schrödinger-Gleichung ist in Abwesenheit eines Potentials.

Kann ein Elektron trotz sukzessiver Überlagerung als stehende Welle existieren?
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