Diese Frage ergibt sich aus Annas Antwort hier: https://physics.stackexchange.com/a/578929/230132
Sie zitiert sie und sagt, ein an einen Kern gebundenes Elektron sei keine Quanteneinheit, sondern das gesamte Atom. Und sie fügt hinzu, dass die beiden als solche nicht trennbar sind.
Meine QM-Kenntnisse sind rudimentär, aber ich glaube, ich verstehe, was sie meint.
Allerdings frage ich mich, warum wir immer von Elektronen sprechen, wenn sie an einen Kern gebunden sind, wenn sie nicht trennbar sind, und sei es nur aus logischen und semantischen Gründen.
Wenn ein Photon ein Elektron auf ein höheres Energieniveau bringt, hören wir auf, vom Photon zu sprechen: Wir tun so, als wäre das Photon verschwunden und seine Energie wäre jetzt im Elektron.
Dasselbe gilt für den Elektroneneinfang: Das Endprodukt enthält im Allgemeinen kein Elektron.
Warum gibt es also im Fall eines Atoms immer noch Elektronen und nicht einen angeregten Zustand oder was auch immer des Atoms?
Ich gehe davon aus, dass dies nur eine willkürliche Entscheidung ist, um Diskussionen über den Zustand des Atoms zu vereinfachen, und ein Überbleibsel der Vergangenheit. Aber wenn jemand eine bessere Antwort hat, bitte helfen.
Ich stimme der Antwort von Anna V nicht wirklich zu. Mehrteilchensysteme haben in der Quantenmechanik eine besondere Magie, nämlich Verschränkung, was bedeutet, dass man sich das System für manche Zwecke nicht wirklich als aus unabhängigen Teilchen bestehend vorstellen kann. Aber gebundene Zustände haben keine besondere Magie. Sie folgen den gleichen Regeln wie ungebundene Zustände. Die Gesetze der Physik „wissen“ nicht wirklich, was ein gebundener Zustand ist.
Ein Atom kann für viele Zwecke sinnvollerweise als einzelnes Quantenteilchen behandelt werden, aber es ist auch nur ein gebundener Zustand von Nukleonen und Elektronen. Die Nukleonen und Elektronen sind immer noch da, ob Sie sie kollektiv als Atome behandeln oder nicht.
Wenn ein Atom ein Photon absorbiert und in einem angeregten Zustand endet, hört das Photon auf zu existieren. Beim Elektroneneinfang hört das Elektron auf zu existieren. Wenn sich ein freies Proton und ein Elektron zu Wasserstoff verbinden, hören das Elektron und das Proton nicht auf zu existieren. Wasserstoff ist nur ein Elektron und ein Proton, die elektromagnetisch interagieren und denselben physikalischen Gesetzen folgen, denen sie folgen würden, wenn sie ungebunden wären und aus der Ferne interagieren würden.
Allerdings frage ich mich, warum wir immer von Elektronen sprechen, wenn sie an einen Kern gebunden sind, wenn sie nicht trennbar sind, und sei es nur aus logischen und semantischen Gründen.
Wir tun dies nur, weil wir aufgrund des großen Massenunterschieds zwischen Elektron und Kern den Atomkern ungefähr als fest und Elektronen im elektrischen Kernfeld als beweglich behandeln können. Wenn wir stattdessen Elektronen zB durch Myonen (die ~200-mal schwerer als Elektronen sind) ersetzen würden, hätten wir diese Möglichkeit nicht mehr und müssten immer von einer Anregung ganzer Atome statt nur von Atomelektronen sprechen.
Sogar in komplizierteren Systemen wie Molekülen, Kristallen usw. können wir den großen Unterschied zwischen nuklearer und elektronischer Masse nutzen, um die Born -Oppenheimer-Näherung zu entwickeln , bei der sich Kerne bewegen können, ihre Bewegung jedoch effektiv von der Bewegung der Elektronen getrennt ist, wodurch die Analyse vereinfacht wird des betrachteten Vielteilchensystems.
Winston
Winston