Alles, was ich gelesen habe, hat es überhaupt nicht erklärt und nur die Tatsache festgestellt. WARUM (welche spezifischen Kräfte waren beteiligt) kommt das angeregte Elektron spontan auf das Grundenergieniveau zurück. Zieht der Kern das Elektron nach innen, sodass sich das Elektron nicht auf einem neuen Energieniveau halten kann, weil ein Teil der Energie beim Durchqueren der Orbitalebenen emittiert wurde, oder etwas anderes?
Es ist das Prinzip der minimalen potentiellen Gesamtenergie , das auf die quantenmechanische Ebene übertragen wird . Prinzipien und Gesetze sind zusätzliche Axiome, die notwendig sind, um mathematische Gleichungen zu verwenden, um Daten und Beobachtungen zu modellieren und neue Konfigurationen vorherzusagen.
Es ist eine grundlegende Beobachtung, dass Wasser, wenn es kann, doch bergab fließt. Elektronen, wenn ein niedrigerer Energiezustand existiert, zerfallen in diesen und emittieren das geeignete Energiephoton zur Energieeinsparung (ein anderes Gesetz).
Einfach Elektronen wollen ihre (potentielle) Energie minimieren. Warum will es seine Energie minimieren? Weil wir Energie so definiert haben, dass, wenn sich ein System im Gleichgewicht oder stationären Zustand befindet, seine Energie am niedrigsten ist.
Wenn wir nun etwas Gas erhitzen, kommt Licht heraus, weil Elektronen spontan aus dem oberen Zustand in den unteren Zustand wechseln. Nun kann dies eine Frage aufwerfen, wie wenn Energie gegeben wird, warum nicht jedes Elektron Energie aufnimmt, in einen höheren Zustand geht und dort ruht, wo es ist, und was zu keiner Emission führt. Aber wenn wir von einer solchen Situation sprechen, dann ist die Rede von einem Elektron eines einzelnen Atoms nicht die richtige Art, Dinge zu sagen, wenn die Anzahl der Elektronen sehr hoch ist, dann ist es möglich, dass selbst Sie dem System kontinuierlich Energie geben, einige Elektronen nehmen diese Energie nach oben und unmittelbar danach nach unten kommen und diese Energie in Form von Licht aufgeben. Es ist ein statistischer Prozess.
Zusammenfassend also neigen Elektronen aufgrund der Minimierung der (potenziellen) Energie dazu, in den Grundzustand zu kommen, aber nicht jedes Elektron und jede Sekunde, es gibt eine statistische Beschreibung, wie viele Elektronen in welcher Zeit spontan in den Grundzustand kommen.
Wenn eine Ladung beschleunigt wird, gibt sie klassischerweise Energie als Strahlung in das elektromagnetische Feld ab. Dies gilt in etwa auch für Quantenteilchen: Die elektromagnetische Anziehungskraft zwischen einem Elektron und dem Kern beschleunigt sie und daher neigen sie dazu, als Strahlungsteilchen (Photonen) Energie auszusenden.
Die Idee von Energieniveaus in einem Atom kommt daher, dass die Möglichkeit der Photonenemission in der Mathematik ignoriert wird und nur die Anziehungskraft zwischen Elektron und Kern beibehalten wird. In diesem Bild sind die angeregten Zustände tatsächlich stabil und zerfallen nie. Das Hinzufügen der Möglichkeit der Photonenemission macht alle angeregten Zustände zu "Resonanzen", metastabilen Zuständen mit "langer" Lebensdauer, die aber schließlich zerfallen. Aber das Hinzufügen dieser Möglichkeit ändert nichts an den Möglichkeiten, Elektron und Kern in Abwesenheit von Photon anzuordnen, und die (durchschnittlichen) Energien solcher Zustände ändern sich auch nicht viel. Somit treten unterhalb des Grundzustands keine neuen Zustände auf, sodass das Grundzustandsatom nicht durch Photonenemission zerfallen kann. Das heißt, das Grundzustandsatom hat keinen niedrigeren Zustand, in den es bei der Photonenemission gehen kann,
Beachten Sie, dass die vollständige Theorie der Photonenemission unglaublich kompliziert ist: Sie erfordert die Quantenfeldtheorie und kann nicht von der grundlegenden Quantenmechanik behandelt werden. Auch der Umgang mit gebundenen Zuständen (wie Atomen) in Quantenfeldtheorien ist besonders schwierig. Ich glaube nicht, dass es für beliebige Atome eine vollständige Behandlung gibt, und es kann schwierig sein, eine für nur Wasserstoff zu finden.
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