Re: [請益] 請問電子為何有能階

看板ask-why (知識奧秘)作者sunev (Veritas)時間17年前 (2009/04/25 21:57)推噓0(0推 0噓 3→)

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※ 引述《HuangJC (吹笛牧童)》之銘言： : 標題: [請益] 請問電子為何有能階 : 時間: Fri Apr 24 14:03:17 2009 : 第一次到貴板,拜 <(_ _)> : ;; : 如題,請問電子繞行原子的軌道為何有能階大哉問基本上這偏離日常生活經驗太遠很難用三言兩言回答 : google 了好幾個網頁 : 只看到一堆圍繞偏題的答案 : 但還沒讓我服氣我覺得從二狹縫開始是不錯的選擇你要先了解電子有時是波有時是粒子所以電子滿足特定的 "波動方程" 然後你要了解波動方程的一些數學特性例如處處連續無窮處趨近於0 就會導出能量被離散的結論 : 是不是在能階之中的電子會不穩定,放出能量到達另一個穩定呢? : ---- 能階 : 中間 : ---- 能階 : 有那種規定電子不能死抱能量,非得釋出? 這背後隱藏很多東西一、電子的狀態不一定對應到一個特定的能量如果這句話很難理解請回到雙狹縫實驗二、假設我們就討論處於特定能量的電子又假設這世上就只有這電子沒有其他東西那這電子的確是永遠會處在那兒更深刻的講法是能量是時間對稱的結果所以有特定能量即代表時間不變三、事實上這世界除了電子還有其他東西所以當電子與其他東西起作用時他就有可能或是很容易釋放出能量了四、在量子的世界裡連真空都是有著能量起伏的所以第二點事實上不可能成立電子會與真空起作用所以他一定不會一直處在那兒 : 因為我學的能量是連續的,而不是整數倍的 : 所以便難以理解了 : 還是說,電子軌道有波的特性,不和波共振的高度便不可能穩定? : 謝謝 : -- : ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) : ◆ From: 61.219.65.16 : 推 cpt:你學的能量是連續的觀念在量子力學之後就被推翻了 04/24 14:16 : → cpt:電子的特性不能用牛頓力學去解要用薛丁格方程去解 04/24 14:17 : 推 ericson168:修個量子力學吧~ 04/24 14:27 : → HuangJC:不行啊,很久沒學數學了,這樣會卡死.. 04/24 14:34 : → HuangJC:查到一句話,薛丁格方程式其正確性只能靠實驗來檢驗.. 04/24 14:41 : 我接受原子,電子,光子不可切割的觀念 : (有更小的粒子是另一回事,分子我也認為不可切割,因為分開就不再是原來的分子) : 但這是粒子的不可切割,不是能量的你的不可切割的定義怪怪的目前物理基本上是覺得原子是可切割的原子不是由電子和原子核組成的嗎？ : 如果說,質能可互換,所以不可切割的質量也就造就不可切割的能量 : 那就這樣吧~~~~ 不對能量包含動能和靜止質量帶來的能量所以速度也被限制了 : 那座標呢?座標也有不可切割的最小單位嗎? 有所謂的普朗克長度但我不清楚在我了解的層次座標是連續的 : 一些位能,引力,不都是距離的函數嗎? : 如果座標是連續而不可切割的 : 那因座標而計算出的位能不就是連續的嗎? : 或者我們生存的自然界,就好像電腦的座標一樣,是一格一格的呢? : ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 14:50) : 推 cpt:量子力學基本上是違反人類直覺的因為人的感官範圍尺度不夠小 04/24 14:47 : → cpt:套句名言: If you're not completely confused by quantum 04/24 14:48 : → cpt:mechanics, you do not understand it. (忘記是誰說的了XD) 04/24 14:48 好像是費曼 : 推 cpt:我建議如果要討論原子尺度的物理應該把高中以前的牛頓力學 04/24 14:59 : → cpt:全部拋棄不然只會越想越無法理解.. 04/24 15:00 : → cpt:另外目前所知的空間和時間都是連續的但兩者無法同時定性 04/24 15:01 : → cpt:(測不準原理) 04/24 15:01 : → HuangJC:測不準不是不存在..不過我看完機率幅後..還好啦 04/24 15:12 : → HuangJC:應該不是說電子只能停在能階上,而是機率比較大 04/24 15:12 : → HuangJC:http://zh.wikipedia.org/wiki/有限位勢壘這裏有.. 04/24 15:14 : → HuangJC:如果能量,座標只能整數倍,那真的只能穿過或彈回了 04/24 15:14 : → HuangJC:不過其實是機率;然後就談穿隧效應了.. 04/24 15:15 : 另外,我從不覺得可以拋棄什麼,物理不是這樣;比如相對論修正牛頓定律時 : 沒讀通就變成 "光速以下一個公式,近光速又另一個公式" : 但其實不會呀..可以整合成一個公式,當光速以下時某項接近於 0 : 也就是說,還是有貫串的真理存在 : 因此如果量子力學被研究透徹 : 也應該是它的積分就可以回證牛頓力學 : 就當牛頓力學是它的一個簡化公式 : 應該是不會不能理解才對喔不量子力學的神妙之處之一就在於他不能獨立於古典力學而存在就如你所述狹義相對論是包住牛頓力學的只要速度遠小於c 那麼所有東西都可以回到牛頓力學但量子力學沒那麼簡單雖然有所謂的corresponding principle 說當普朗克常數趨近於零能量很大或是尺寸變大時量子力學應該要回到古典力學但這背後不代表量子力學是包住古典力學另一個簡單的看法是在尺寸介於其中也就是在量子與古典的邊界事物會變得...很難處理 : ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 15:22) : 推 cpt:機率分布是針對粒子的座標而言粒子能量依然是量子化的 04/24 15:33 : → cpt:一個系統的能接數量可能是天文數字讓人感覺能量是連續的 04/24 15:34 : → cpt:但事實上電子的能量落在這些能階之外的機率依舊=0 04/24 15:35 : → xiaoa:一般簡單的解釋是說,電子在軌域中,處在一種"共振"的狀態 04/24 15:35 : → cpt:有錯請指正小弟修過近代物理修完只覺得比原來更不懂了XD 04/24 15:36 : → xiaoa:在能階以外沒有共振,所以能量無法維持..... 04/24 15:36 : → cpt:恩或是說沒共振的波會被自己抵銷所以機率=0 04/24 15:37 : → xiaoa:事實上,電子可以在10^-11s(?)內,維持在能階以外的能量狀態 04/24 15:38 : 我就是想到共振;但我又想到幾個模型,因此無法理解不共振又怎樣 : 圖解一下,因為畫圓形不容易,我就以極座標表示法把它拉直好了 : r=20 (固定高度,充當某能階) : --------------------------------------------------------- : r=10 (固定的高度,充當某能階) : --------------------------------------------------------- : r=0 (圓心,也就是原子核) : --------------------------------------------------------- : x=0 x=2*PI(徑度一圈了) : 如上,就是圓心,和兩個能階高度 : 電子是怎麼運行的呢? : 因為波粒二象性,我想電子是波..但不知是縱波還是橫波,還是疏密波 : 那不重要,總之一樣用 sin 波來表示 : y=5*sin(th)+10 ;th=徑度 : 這樣可以代表電子路徑 : 如果共振,表示當電子繞一圈回原點(th=0)時,高度不變 : 如果不共振呢,表示它好像示波器沒調好時看到那樣,一直跑 : 一直跑會怎樣嗎?看得眼花瞭亂所以掉下來?? XD 在這裡 "繞一圈" 以及 "一直跑" 都是錯誤的圖像基本上你沒辦法深究電子的路徑你腦中想的還是一個粒子跑來跑去但這個世界上的電子不是這麼運作的為什麼電子沒有固定的路徑？一樣請回到雙狹縫繞射 : 又或許這時必需細究不同角度時的核內引力差 : 不共振真的就無法穩定不共振無法穩定？ : (電子和原子核除了公轉關係,怕不也有自轉關係) 自旋是另一件事中間關於共振的討論省略 : 為什麼我看到桌上有蘋果? : 會不會是我看時它在,我不看時它不在? : 電子這個物質,又會不會根本不是圓形 : 或者它也是一種統計的存在 : 但它一直跑來跑去 : (就一堆找到的資料,翻譯的句子是這樣) : 而如果它是統計的存在,它本來就泛存於各高度上 : 只是在能階高度比較常存在 : 但..又為什麼在能階高度上較常存在? 好先前已有提到電子的狀態不一定對應到一個固定的能量電子的狀態是對應到固定能量的狀態的線性組合但是為什麼我們一直談論對應到固定能量的電子狀態？因為時間不變與能量守恆對應所以當我們想看隨著時間不變的東西時我們就得看那些對應到固定能量的電子狀態 : : : 我想到氣體模型裏的分子 : 其實分子的運動方向是任意的一般的氣體模型是古典的喔這裡的分子都真的是古典的粒子 : 但把機率路徑積分,就好像分子從濃度高向濃度低流 : 其實分子可沒這樣挑.. : : 會不會能階高度是我們的數學式裏比較容易凝結的'質心' : 因為我們把波長放進去了 : 但其實電子可沒這樣挑.. : ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 17:26) : → xiaoa:我想,你扯遠了....從電子能發揮的庫倫力,它可視為是球體 04/24 17:19 : → xiaoa:電子是確實能單獨在軌域內共振的. 如果要說是射出及補充平衡 04/24 17:22 : → cpt:想不到離開一下就多這麼長串推文 XD 事實上量子力學到最後 04/24 17:22 : → cpt:的確是把電子(甚至所有粒子)以場(field)來描述 04/24 17:22 : → xiaoa:那10^10個原子都不夠 04/24 17:22 : → cpt:一個系統內, 可以計算該場在所有座標中的振幅和相位 04/24 17:23 : → cpt:沒有達到形成駐波條件的區域場就會自我抵銷 04/24 17:24 : → cpt:而某些系統的邊界條件的確可以解出電子出現在原子核內的解 04/24 17:25 : → HuangJC:如果電子及射出的能量波是有半徑的,那射出及補充的確比星 04/24 17:29 : → HuangJC:球對撞還難;但如果是場域,那麼慧星的引力也會影響地球,不 04/24 17:30 : → HuangJC:算很難;那是不是電子自己的場域影響自己.. 04/24 17:30 : → HuangJC:看來像,c 兄講的就好像電子變呼拉圈一樣了..因為有'場' 04/24 17:32 : → HuangJC:如果電子是船,圍著日月潭中心的光華島繞圈圈,那場就是石頭 04/24 17:32 : → HuangJC:打錯(我本來用石頭);場是船在運行時於湖面激起的水花 04/24 17:33 : → HuangJC:只要這水花無法和船的繞圈共振,船就會自己被阻力停下來.. 04/24 17:34 : → HuangJC:如果水花和船共振,船付出動能給水花,水花又會推船 XD 04/24 17:34 : → HuangJC:就變成圓型軌道的能量不滅了~ (實在太科科了) 04/24 17:35 : → HuangJC:那我也可以想像,當電子失去能量時,掉一格能階;而失去的能 04/24 17:37 : → HuangJC:量應該是以場域的型式向外發送.. 04/24 17:37 : 推 xiaoa:所以電子是船還是水花= =? orz 04/24 18:26 : → HuangJC:照我這形容,電子是船.. 04/24 18:34 : → HuangJC:但其實場域搞不好也是電子的一部份,不如形容成新娘的長裙. 04/24 18:35 : → HuangJC:如果不共振,新娘就被自己的裙跘倒 XD 04/24 18:35 : → HuangJC:然後電子就會嬌喘一聲,倒入原子核的懷中了~ 04/24 18:40 : 推 tomichy:我覺得這個問題答案是造物者的奧妙設計 04/24 19:58 : 推 joe7078:好精采@@" 04/25 03:20 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 123.195.201.2