Was passiert, wenn ein Elektron und ein EMR aufeinander treffen?

Das Elektron an einem Atom wird auf ein höheres Niveau angeregt, wenn auf irgendeine Weise die Energie auf das Elektron übertragen wird. Aber ich kann es nicht verstehen.

Nach heutigem physikalischem Verständnis ist diese Wechselwirkung genau so: Ein Photon überträgt seine Energie auf das Atom und als Folge davon geht eines der Elektronen in einen entsprechenden angeregten Zustand. Und das kann nur passieren, wenn das Photon genug Energie trägt, um das Elektron mindestens die kleinste Energielücke überspringen zu lassen, sonst werden sie überhaupt nicht interagieren.

So geschehen die Dinge, und wir haben keine detaillierten Informationen über die Dynamik dieses Prozesses, so entwickelt er sich mit der Zeit. Theoretisch haben wir eine Schrödinger-Gleichung, die uns sagen könnte, wie sich der Prozess mit der Zeit entwickelt, aber wir können dies nicht experimentell überprüfen, außer in einigen wenigen Fällen. Zum Beispiel könnten einige Teilchen zwischen zwei Zuständen oszillieren (siehe Oszillation neutraler Teilchen ) und wir haben diese Änderung durch Zeitskalen verifiziert, die groß genug für unsere Messungen sind, aber nicht für den Fall der Photon-Atom-Wechselwirkung. Wir können die Zeit abschätzen, die für das Auftreten der Wechselwirkung benötigt wird, indem wir das Heisenbergsche Unschärfeprinzip verwenden , aber das gibt uns keine Informationen über die zeitliche Entwicklung dieses Prozesses.

Was passiert, wenn das Elektron in einem Atom einem elektrischen Energiefeld ausgesetzt wird, das halb so groß ist wie das des Photons, das das Elektron für einen sehr kurzen Zeitraum auf ein höheres Niveau anregen kann?

Nun, dafür brauchen Sie die Mathematik und die Kenntnisse der Physik, die Sie Ihrer Frage nach vermutlich nicht haben, aber ich kann Ihnen die Details und Besonderheiten ersparen: Wir lösen immer den statischen Fall und verwenden diese Lösungen, um den zu approximieren dynamischer Fall zu einer Lösung, die mit ihnen ausgedrückt wird. All dies ist möglich, wenn die Zeitskalen sehr groß sind, und kann experimentell verifiziert werden, aber obwohl wir es im Prinzip zumindest theoretisch für sehr kleine Zeitskalen tun könnten, können wir dies nicht experimentell verifizieren. Dies lässt uns in einem Zustand zurück, in dem wir den Vorhersagen der Quantenmechanik in diesen Fällen vertrauen, in denen keine experimentelle Validierung physikalisch erreicht werden kann (siehe Abschnitt über Experimente ).

Was passiert, wenn das Elektron in einem Atom einem elektrischen Energiefeld ausgesetzt wird, das halb so groß ist wie das des Photons, das das Elektron für einen sehr kurzen Zeitraum auf ein höheres Niveau anregen kann? Was passiert unter den gleichen Bedingungen, wenn das Magnetfeld das elektrische Feld ersetzt?

Wenn Sie also entweder ein elektrisches oder ein magnetisches Feld anlegen, erhalten Sie eine Reihe von Phänomenen wie das Biegen oder Verdrehen des Atoms oder sogar die Umformung der Elektronenwolke (siehe den oben erwähnten Abschnitt Experimente). Aber denken Sie daran, dass wir für kleinere Skalen nicht experimentell sagen können.

Diese Fragen sind interessant, aber leider immer noch außerhalb unserer Reichweite, zumindest für den Moment. Meiner Meinung nach ist einige Forschung notwendig, um eine korrekte Interpretation der Quantenmechanik zu finden ( siehe Wikipedia ), denn die Tatsache, dass wir viele von ihnen haben, die alle dieselben experimentellen Ergebnisse vorhersagen oder beschreiben, zeigt, dass ein Teil des Wissens fehlt, das sie unterscheidet und ist der Schlüssel zum weiteren Verständnis. Sie zu studieren und experimentelle Tests anzubieten, ist die einzige Möglichkeit, Fragen wie die, die Sie stellen, zu klären.