Warum ist ein Elektron nach der Aufnahme/Emission eines Photons immer noch ein Elementarteilchen?

Wenn ein Elektron ein Photon absorbiert, wird das Photon dann zu Elektronen-"Stoff" (Energie); oder ist es als diskretes "Etwas" im Elektron enthalten?

Die Natur des Elektrons ändert sich nicht, aber es bewegt sich auf einer höheren Energiebahn innerhalb des Atoms

Antworten (3)

Wenn ein Elektron ein Photon absorbiert, bleibt es ein Elektron und das Photon verschwindet. Die Energie und der Impuls des Elektrons werden geändert, um die Energie und den Impuls zu berücksichtigen, die das Photon trug. Für ein freies Elektron ist es nicht möglich, Energie und Impuls gleichzeitig auszugleichen. Es muss eine andere Interaktion geben, damit das funktioniert. Wenn das Elektron Teil eines Atoms ist, kann es einen Teil des Impulses auf den Rest des Atoms übertragen und es kann ausgleichen.

Man beachte, dass es für die Zahl der Photonen keinen Erhaltungssatz gibt wie für die Zahl der Elektronen (keine „Photonenzahlerhaltung“ als „Leptonenzahlerhaltung“ )
Vielleicht ist es erwähnenswert, dass sich auch der Drehimpuls der Elektronen ändern muss, um den des Photons zu berücksichtigen. Dies kann in einigen Systemen entweder ein Spin-Flip oder eine Änderung des Bahndrehimpulses sein.
@Ross Millikan, ich denke, Asker möchte wissen, wenn sich zwei Elementarteilchen zusammensetzen, warum wir immer noch ein Elementarteilchen anstelle eines zusammengesetzten Teilchens erhalten. Die Antwort sollte also eher im "Warum" -Teil liegen.

Wie Ross betonte, sind zwei Szenarien möglich: freies Elektron / Elektron als Teil eines Atoms. Sie werden auf zwei völlig unterschiedliche Arten behandelt.

  • Freies Elektron : Freie Elektronen können Photonen nicht wirklich "absorbieren". Sie können mit ihnen kollidieren, und einige Dinge können passieren ( z. B. dies ). Diese Arten von Kollisionen werden von QED beschrieben und es gibt eine Reihe von Erhaltungsgesetzen, die sie regeln – Leptonenzahl, Spin, Energie, Impuls usw.
  • Elektron als Teil eines Atoms : Dies ist wahrscheinlich der gewünschte Fall. In seiner Beschreibung wird das Photon nicht als "Teilchen" behandelt (im QED-Sinne, aber selbst die klassische Analogie der "kollidierenden Kugeln" gilt nicht), und Sie sehen es gewissermaßen als eine Energieeinheit (das "diskrete Etwas". ", so ziemlich eine Welle), die an das Elektron geliefert wird, das auf ein höheres (sprich: weniger stabiles ) Energieniveau geht und dann entscheidet, was zu tun ist: Es kann dorthin zurückkehren, wo es war (ein weiteres Photon ausspucken, dh Energie ), wegdriften (sollte das Photon die Ionisationsenergie des Elektrons übertreffen, dies ist bei Röntgen- und Gammastrahlung der Fall ) oder letztendlich bleiben, bis etwas anderes passiert.
Sie können auch Elektronen in einem elektrischen oder magnetischen Feld haben.
Ja; Es gibt auch viele andere Umstände (semiklassische Modelle usw.), aber nach der "grundlegenden" Ebene der Frage zu urteilen, ist es wahrscheinlich am besten, sie vorerst zu ignorieren ...!
Gute Antwort @marco ! Es war sehr aufschlussreich, zwischen freien und gebundenen Fällen zu unterscheiden. Könnten wir sagen, dass das adsorbierte Photon in einem angeregten Atom zwischen Protonen und Elektronen "in das elektrische Feld geht"?

Beachten Sie, dass ein Elektron isoliert niemals ein Photon absorbieren oder emittieren kann.

Es ist nur ein System von 2 Teilchen (*) als kann.

PS 2 oder mehr; Die theoretische Betrachtung des Elektrons in einem statischen Feld erfordert etwas, um dieses Feld zu erzeugen.

Warum ist ein Elektron nach der Aufnahme/Emission eines Photons immer noch ein Elementarteilchen?
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