Planetenmodell des Atoms

Wie Dr. jh in seinem Kommentar betonte, ist das Planetenmodell des Atoms falsch. Die klassische Elektrodynamik sagt voraus, dass, wenn Elektronen den Kern wirklich wie kleine Planeten umkreisen würden, die Orbitalbewegung dazu führen würde, dass das Elektron seine orbitale kinetische Energie als elektromagnetische Wellen abstrahlt und dann ganz nach unten in den Kern fällt – genau wie Sie sagen. Da dies in der Realität nicht vorkommt, ist das Modell falsch.

Es gibt keine Möglichkeit, dieses Modell "klassisch" zu retten, da es keinen klassischen Mechanismus gibt, mit dem der Bahnkollaps des Elektrons gestoppt werden könnte. Die Quantendynamik tut dies, indem sie ein Orbitalenergieniveau im Grundzustand ohne Energieniveaus darunter festlegt, in das das Elektron übergehen könnte. So weit fällt es und nicht weiter.

Lord Raleigh bestimmte die Größe von Kohlenstoffatomen zwischen 1890 und 1900 , indem er die Ausbreitung einer einzelnen Ölsäureschicht auf Wasser maß, wodurch die Größe eines Atoms geschätzt werden konnte . Bis 1911 hatte Rutherford festgestellt, dass der Kern etwa 10.000 Mal kleiner war als das Atom als Ganzes. Um diese Zeit schlug er das Planetenmodell vor.

Zu argumentieren, dass das Elektron spiralförmig eindringt und am Kern zur Ruhe kommt, funktioniert aufgrund der Größenabweichung eindeutig nicht. Wenn man postulieren würde, dass Elektronen viel größer als Kerne sind, würden die in Rutherfords Experiment gefundenen Querschnitte und Ablenkungen keinen Sinn ergeben.

Die Standard-Lehrbucherklärung für die Instabilität ist einfach, dass in der Elektrodynamik ein geladenes Teilchen, das sich schnell auf einer Kreisbahn bewegt, Energie abstrahlt. Man könnte versuchen, die Dinge zu retten, indem man vorschlägt, dass Maxwells Gleichungen auf der atomaren Skala nicht gelten. Ich habe kein Beispiel dafür gesehen, dass dies ernsthaft vorgeschlagen wurde, aber es ist sicherlich eine Möglichkeit – aber eine hässliche, insbesondere für die klassische Physik der 1910er Jahre (zumal es Zweifel an Interpretationen der Beobachtungen aufkommen lassen würde, die implizit Maxwellianisch waren). Dennoch hatte Weber eine frühere und nicht sehr bekannte Theorie der Ladungen, die "molekulare" Atome bilden, die eine leicht veränderte Elektrodynamik beinhaltete.

Das Bohr-Modell erklärte diskrete Emissionslinien, erklärte aber immer noch nicht, warum es keine Inspirale gab; Dies half den Menschen wahrscheinlich, den Sprung zu einer quantisierten Ansicht zu schaffen, in der nur einige Photonen emittiert werden konnten.

Man kann offenbar Theorien konstruieren, wo das Elektron ein klassisches Feld statt eines Teilchens ist, ( Rashkovskiy 2016 ) gibt ein Beispiel. Dies ist heute entschieden nicht Mainstream und erfordert tatsächlich die Verwendung der Dirac-Gleichung, die aus der Quantentheorie stammt, aber ich kann mir eine alternative Geschichte vorstellen, in der die Physik des frühen 20. Jahrhunderts versuchte, das Planetenmodell durch Elektronenfeldwellen zu flicken – außer dass es für mich so aussieht dass es auch schnell zum Sprung in die quantisierte Ansicht führen würde.

Kurz gesagt, man kann immer Lösungen für das Stabilitätsproblem vorschlagen, aber Lösungen müssen auch mit dem Rest der Physik Sinn machen. Das lässt viele klassische Stabilitätslösungen sehr unhandlich aussehen.