Почему электрон не падает на ядро атома
Автор Андрей Андреев задал вопрос в разделе Естественные науки
Строение атома: почему электрон не падает на ядро? и получил лучший ответ
Ответ от Константин Воробьев[гуру]
Ну, во-первых, электрон на ядро падает. И это доказано. А во-вторых, не все так просто и электрон это вовсе не шарик, который может упасть. Это облачко, которое вокруг ядра равномерно размазано. Как и куда это облачко упадет если атом это электронейтральная конструкция в которой силы отталкивания равны силам притяжения. Тем более, что в этом состоянии атом ничего не излучает, то есть не квантует. Другое дело если в ядре, по каким-либо причинам, наблюдается недостаток энергии. Тогда, для восполнения баланса соседние электроны. упадут на ядро. И тишина. А если в ядре наблюдается избыток энергии, то оттуда лишние электроны будут изгнаны. И опять тишина.
Электрон подчиняется другим законам, чем тела небесной механики. Он не вращается вокруг ядра по определенной траектории, а просто находится в атоме. Иногда он оказывается внутри ядра и даже вступает во взаимодействие с составляющими его частицами, если это энергетически выгодно атому (К-захват).
Вначале надо бы орбиту электрона определить. То что показано на фото-рисунках - это конусы. Если математически орбита коническая, то электрон - это вихрь, который устойчив в своей динамике.
пусть электрон движется со скоростью V по орбите радиуса R.тк на электрон будут действовать кулоновские силы, то следовательно по 2му закону Ньютона: (mV^2)/R=(ke^2)/R^2; k=1/(4ПЕ (0))
при рассмотрении неопределенностей Гейзенберга: неопределенность координаты примем равной радиусу орбиты, а неопределеность импульса не будет превышать самого импульса, равного mV.сотношение неопределенностей будет равно RmV>=h/2
обьединяя 2 выражения получим выражение для радиуса R>=(ПE(0)h^2)/me^2
следовательно радиус орбиты электрона не может превышать данного значения, следовательно электрон не может упасть на ядро
Этому препятствуют законы квантовой механики (электрон - квантовая частица).
Честно говоря, на это вопрос не смог ответить ни один мой знакомый физик. Для себя это объяснил так: электрон достигает своей "первой космической" и вертится на орбите подобно спутникам у земли.
В квантовой механике не силен.