Wie können sich bewegende Elektronen an elektrostatischer Wechselwirkung teilnehmen?

Die Coulomb-Wechselwirkung bleibt gültig, wenn Geschwindigkeiten viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sind. Dies wird als "quasistatisches" Regime bezeichnet und ist dasjenige, das bei der Analyse der Elektron-Kern-Wechselwirkung gilt.

Wenn man von Elektron und Kern spricht, muss man die Quantenmechanik verwenden, um die Wechselwirkung zu modellieren. In der Quantenmechanik geht das Coulomb-Potential in die Differentialgleichungen ein, die die Eigenfunktionen des Systems ergeben .

Das Bohr-Modell wurde auf der Grundlage der klassischen Gedanken entwickelt, wie sie von Zero beschrieben werden, aber das korrekte Modell ist das quantenmechanische Modell, das die Spektren der Atome und die Wahrscheinlichkeiten von Wechselwirkungen angibt.

In guter Näherung kann der Kern in Ruhe und das Kernpotential als statisch betrachtet werden.

Sie haben absolut Recht, es macht keinen Sinn, die elektrostatische Kraft auf ein Elektron anzuwenden, das um den Kern rast.

Die elektrostatische Kraft wurde von Coulumb formuliert und wird daher auch Coulumb-Kraft genannt. Coulumb maß die anziehenden und abstoßenden Kräfte zwischen geladenen Eisenkugeln. In einem solchen geladenen Objekt stoßen sich Elektronen gegenseitig ab und die Kraft wirkt in alle Richtungen. In einer stationären geladenen Eisenkugel gehen Kraft, Strom und Magnetfeld in alle Richtungen, da sich die einzelnen Elektronen in alle Richtungen bewegen.

Für einen Strom in einem Draht können wir die elektrostatische Kraft nicht verwenden, da sich die Ladungen in die gleiche Richtung bewegen. Wenn sich der Strom in eine Richtung bewegt, wirken Kraft und Magnetismus in senkrechten Richtungen, wie durch die Rechte-Hand-Regel beschrieben. Für Ladungen, die sich in die gleiche Richtung bewegen, verwenden wir daher eine einfachere Version der elektromagnetischen Kraft.

Es war Niels Bohr, der die elektrostatische Kraft als die Kraft zwischen dem Elektron und dem Kern verwendete. Und damit konstruierte er ein Sonnensystem wie das Newtonsche Atommodell, in dem Elektronen auf Bohr-Orbitale beschränkt sind. Aber jetzt fotografieren wir das Atom, und es gibt keine Bohr-Orbitale, wir beobachten einen Elektronenschleier, also war Bohrs Annahme falsch.

Wir könnten also Bohrs Postulate mit unseren neuen Beobachtungen aktualisieren. Wenn wir einfach Bohrs elektrostatische Kraft mit dem Bohr-Radius multiplizieren, befreien wir das Elektron von den Bohr-Orbitalen und lassen Elektronen den Kern in einer Elektronenwolke umkreisen:

Wir können dann auch sehen, wie die elektromagnetische Kraft in einem Atom, in einem Strom und in einem geladenen Objekt unterschiedlich wirkt, alles aufgrund der Summe der Elementarladungen. Der Zusammenhang, wie sich Elementarladungen addieren, lässt sich wie folgt beschreiben:

Durch die Verwendung dieser einfacheren elektromagnetischen Kraft kann die Quantenmechanik mit vereinfachter Orbitalmechanik gelöst werden. Es gibt sogar einen neuen und einfachen Begriff für die Feinstrukturkonstante. Hier ist ein Link zu der Publikation, die QM auf einfachste Weise löst: http://vixra.org/abs/1804.0050