¿Por qué los electrones no pierden energía en órbitas estacionarias?

En la electrodinámica clásica, una partícula cargada, cuando se acelera, irradia energía en forma de ondas electromagnéticas. Entonces, uno esperaría que un electrón que orbita un núcleo irradie energía porque el núcleo atómico está cargado positivamente y el electrón está cargado negativamente. Sin embargo, esto no sucede y los electrones parecen estar en órbita alrededor del átomo sin irradiar. Este fue un rompecabezas que se resolvió con el advenimiento de la mecánica cuántica.

Según la mecánica cuántica, el electrón se mueve alrededor de un átomo en órbitas cuantizadas. Mientras esté en una de las órbitas, no irradia. Cuando el electrón salta de una órbita cuantificada a otra, irradia energía en un paquete cuántico de energía llamado fotón. Esto sucede cuando la energía de la primera órbita cuantificada es mayor que la de la segunda órbita. El electrón en la órbita cuántica de energía más baja no puede irradiar un fotón porque no hay una órbita cuántica de energía más baja disponible para que el electrón salte. Toda la dinámica de las órbitas cuánticas, así como la emisión de fotones de las órbitas cuánticas electrónicas se describe mediante la electrodinámica cuántica.

La física cuántica es aplicable a partículas muy pequeñas como átomos, núcleos de electrones y fotones. Sin embargo, es posible recuperar la física clásica de los objetos grandes de la física cuántica por lo que a menudo se llama el límite “en el límite de la constante de la tabla que va a cero”. Por lo tanto, parece que la física cuántica es la física correcta y la física clásica es aproximada (aunque es una aproximación excelente) y funciona extremadamente bien con los objetos cotidianos grandes como mesas, sillas, etc.

Su pregunta es muy buena y es una de las cosas que motivaron el desarrollo de la mecánica cuántica hace más de un siglo. La teoría del electromagnetismo predice que cualquier carga eléctrica acelerada irradiará fotones.

Por aceleración no solo se entiende el cambio de velocidad, sino también cualquier cambio de velocidad. Incluso si el electrón en el átomo se moviera en una órbita perfectamente circular alrededor del núcleo, todavía se aceleraría, ya que el vector de velocidad cambia de dirección todo el tiempo. Las ondas EM radiadas están quitando la energía del electrón, haciéndolo en espiral cada vez más cerca del núcleo. En algún momento, el electrón alcanzaría el núcleo positivo y se fusionaría con él, destruyendo el átomo mismo. Los físicos en ese entonces hicieron algunos cálculos sobre esto y descubrieron que el tiempo de vida de un átomo de este tipo sería una fracción de segundo, todos los átomos creados después del Big Bang deberían haber desaparecido en un abrir y cerrar de ojos, pero los átomos están a nuestro alrededor. , algunos aparentemente tan antiguos como el Universo mismo. Entonces, ¿dónde está la trampa?

Después de algunos intentos iniciales de conciliar la física clásica con las observaciones (modelo atómico de Bohr), que se basaba en axiomas arbitrarios, la mecánica cuántica finalmente se formalizó con Heisenberg, Schrödinger y otros. Hoy en día, el enfoque de Schrödinger es el más común, en el que describimos sistemas físicos con las llamadas funciones de onda, cuya evolución temporal se describe mediante la ecuación de Schrödinger.

Cuando tratamos de resolver la ecuación de Schrödinger para el caso de un átomo similar al hidrógeno (un solo electrón), encontramos que el electrón no puede tener ninguna energía arbitraria. Solo puede tener uno de un conjunto discreto de valores de energía, que salen como soluciones de la ecuación. Para cada uno de estos valores de energía existe una distribución de probabilidad, que llamamos orbital. Un electrón en un orbital dado solo puede tener un único valor de energía. No puede irradiar ningún fotón, aunque se mueva con aceleración, porque esos fotones reducirían su energía de manera continua, algo que no es posible.

Entonces, para resumir, la mecánica cuántica demostró ser una de las teorías físicas más exitosas. Explica esta aparente paradoja por el hecho de que la solución de tal problema involucra un conjunto de niveles discretos de energía que un electrón puede tomar. Cualquier intento de cambiar continuamente la energía del electrón (por ejemplo, al irradiar ondas EM, desacelerar) está condenado al fracaso y, por lo tanto, el electrón está destinado a girar alrededor del núcleo para siempre.

La respuesta simple es, la afirmación de que

“cuando los electrones se aceleran, irradian energía” no tiene mucho sentido. El problema con la física de los átomos es que debes revisar todas las leyes conocidas de la física.

Es cierto que una carga macroscópica cuando se acelera irradia energía en forma de radiación. Pero lo mismo no se aplica a los electrones ni a ninguna partícula subatómica.

No creo que haya otra forma de pensarlo, y es que 🙂

Entonces, ¿por qué no podemos pensar en la aceleración de los electrones? Porque los electrones no son realmente ‘cosas’ que podamos acelerar. Sí, es agradable y simple pensar en ellas como bolas de carga negativa que giran alrededor de un núcleo masivo como los planetas alrededor del sol, pero eso es simplemente incorrecto.

En cambio, los electrones se basan en el pensamiento como lo que llamamos “excitación de campos”. Básicamente tendemos a pensar que los electrones están en todas partes. Al mismo tiempo. Eso no es tan difícil de conceptualizar. Son como las olas del océano. Las olas en el océano no son cosas presentes en un punto particular, ¿verdad? Se extienden en el espacio. Pero hay regiones donde la ola es grande y fuerte, y regiones donde las olas se extinguen.

Bueno, los electrones son más o menos así. Así que piense en los electrones como ondas que están presentes en todas partes del universo. Pero esas ondas son grandes y fuertes a una distancia particular del núcleo, en todas las direcciones. Entonces, hay una región esférica alrededor del núcleo, donde esta onda es grande y fuerte. Y ese es más o menos el modelo que tenemos hoy para los electrones. Así que no creemos que estén girando en absoluto. Simplemente pensamos, ellos están, justo allí.

Así que ya ves, dado que no hay ‘bolas de carga negativa’ circulando alrededor del núcleo, no se trata de ‘electrones acelerados que irradian luz ;-)’

Lo que he escrito puede no ser preciso, pero supongo que puede obtener el sabor de QM. Si crees que es raro, ¡no estás solo!

Por supuesto, su próxima pregunta debe ser, si ese es el caso, ¿cómo se produce la luz? 😉

A2A

Ellos deberían. Esto es exactamente por qué falló el Modelo de Rutherford.

El modelo de Rutherford comparó el átomo con el del sistema solar, siendo el núcleo la estrella del sistema y los electrones los planetas.

Pero en el momento en que salió esta teoría, cayó allí mismo. Si bien las ecuaciones que Rutherford dio para describir el modelo matemáticamente donde se ubican muy bien, fallaron al proporcionar una explicación de por qué los electrones no irradiaban energía.

Según las ecuaciones de Maxwell, un campo eléctrico cambiante da un campo magnético, cuyo debilitamiento produce otro campo eléctrico y viceversa. La situación aquí era la misma. A medida que el electrón giraba alrededor del núcleo, el campo eléctrico alrededor del núcleo seguiría cambiando continuamente y, por lo tanto, el campo magnético daría lugar a ondas electromagnéticas. Esto era inexplicable por el modelo de Rutherford.

Bohr luego hizo una suposición. Aparentemente, adivinó qué pasaría si hubiera un “estado estable”, un estado en el que los electrones parecen estar en inercia, incluso cuando en realidad giran alrededor del núcleo. Supuse que, dado que Einstein dijo que la realidad de un objeto que sentía la gravedad se debía a una “curva” en el espacio-tiempo que significaba que el objeto era en realidad inerte todo el tiempo, tal vez Bohr pensó que había algo más de mecánica cuántica en el mismo sentido , y luego asumió que este número límite era [math] n \ frac {h} {4 \ pi} [/ math] donde [math] n [/ math] implicaba el “número cuántico” o el número de shell del núcleo central sobre el que reside el electrón “inerte”. La conjetura pura de Bohr terminó siendo correcta, con de-Broglie demostrando que la suposición funciona si uno piensa en la órbita del electrón en el caparazón como una onda estacionaria.

Ahora sabemos que, en realidad, el electrón no tiene un punto real en el espacio de residencia, sino que se mantiene continuamente “borroso” alrededor del núcleo, con el concepto de “caparazón” funcionando pero con una implicación diferente. La realidad de que un electrón no existe hasta que se expulse bien del potencial del núcleo es lo que asegura que el electrón no irradie energía. Si aún cree que en lugar de que el electrón no esté allí, insiste en que el electrón se “teletransporta” aleatoriamente alrededor del núcleo en esa capa en particular, entonces la explicación sería que cada vez que el electrón aparece dando un cambio en el campo eléctrico y magnético y por lo tanto, una onda EM, el electrón luego se “teletransporta” a otro punto de tal manera que termina absorbiendo la onda, efectivamente ni siquiera la produce.

Los electrones giratorios deberían irradiar energía de acuerdo con la electrodinámica clásica, por eso el modelo de átomo de Rutherford tuvo que ser reemplazado por un mejor modelo propuesto por Bohr, de acuerdo con la mecánica cuántica y eliminando este problema de radiación – modelo de Bohr

La respuesta estándar a esta pregunta es poner los ojos en blanco y decir: “tienes que resolver la ecuación de Schrödinger no lineal, por supuesto”. O simplemente gruñir, presión de degeneración electrónica o principio de exclusión de Pauli, como si esa fuera una respuesta buena y satisfactoria. .

Probablemente haya hecho esta pregunta porque sabe que un haz de electrones que es acelerado (doblado, girado) por un campo magnético emitirá radiación sincrotrón si es relativista y radiación de ciclotrón si no es relativista, entonces, ¿por qué no un electrón que es viajar alrededor de un núcleo hace lo mismo?

Para responder a esta pregunta, primero necesitamos saber qué tan rápido viajan los electrones alrededor de un núcleo. ¿Qué tan rápido viajan los electrones en un orbital atómico? y esto resulta ser alrededor de 1/137 de la velocidad de la luz. Esta es la razón por la cual las estimaciones no relativistas funcionan tan bien para describir el hidrógeno.

Usando el ciclotrón como nuestro modelo, la fórmula para la energía promedio radiada por unidad de tiempo se da en términos de la dispersión de Thomson de la sección transversal de Thomson multiplicada por el campo magnético al cuadrado y la velocidad al cuadrado y luego todo esto se divide por la velocidad de los tiempos de luz La permeabilidad al vacío.

Entonces, para calcular qué podría ser esto en hidrógeno, tenemos que hacer una estimación del campo magnético del núcleo. Digamos que el momento magnético para nuestro Nuclear Spin es 3e-8 eV / T y para nuestro electrón, es 2e-8 eV / T.

Un electrón o núcleo colocado en un campo magnético se tambaleará (precesará) alrededor en la frecuencia de Larmor. Tenemos un electrón tambaleándose en el campo magnético de un protón y un protón tambaleándose en el campo magnético de un electrón. ¿Qué tipo de baile podrían ejecutar? El electrón orbitará al protón, pero el protón también estará orbitando alrededor de un punto central.

La energía del electrón en el estado fundamental (órbita más baja posible) es -13,6 eV. Así que lo usaré para estimar un campo magnético de 13.6 / (2 * 2e-8) = 3.5e8 T. Este es el campo necesario para mantener estable la órbita.

Conectando todo esto a la ecuación del ciclotrón, obtenemos que el cambio de energía por segundo debido a la radiación del ciclotrón es

66e-29 [m ^ 2] * 15984 [m / s] * 12.25e16 [T] ^ 2 / 1.257e-6 [Tm / A] = 1 [TAm ^ 2] o [V * A * s] o [ J]

Eso no puede estar bien. Incluso si estropeé el cálculo, el único número aceptable es cero; de lo contrario, los átomos no pueden existir … a menos que el protón irradie la misma cantidad de energía al mismo tiempo que el electrón está radiando. Si constantemente intercambian energía en forma de fotones, eso podría funcionar. ¿Los protones intercambian fotones con electrones?

Uno puede imaginar que el electrón y el protón sostienen cada uno los extremos de una cuerda que se mueven hacia arriba y hacia abajo para emitir fotones. Las sacudidas de protones y electrones están totalmente desfasadas, de modo que la cuerda en cualquier momento dado es perfectamente plana. Tiene cero energía cinética entre ellos. Si esa cuerda (elástica) tiene que acortarse o alargarse cuando el electrón se mueve de un orbital a otro, liberará o absorberá energía (luz) en una cantidad dada por la constante de Planck (¿Cuál es el significado físico de la constante de Planck (h )?) veces la frecuencia con que se había sacudido la cuerda. Tal transición produce, por ejemplo, la serie espectral de hidrógeno o, para la estructura hiperfina, la línea de hidrógeno. Cuanto más se estire la cuerda, mayor será la frecuencia y mayor será la energía que tendrán los fotones emitidos cuando el electrón pase a un orbital más bajo. Al estirar la cuerda, la longitud de onda de luz emitida o absorbida se acorta porque la tensión es mayor (piense en una cuerda de guitarra).

..y es por eso que los electrones emitirán radiación cuando hacen una transición de un orbital superior a uno inferior, pero no emiten radiación mientras están en un orbital estable (girando alrededor del núcleo, en sentido cuántico, de curso).

Aquí puede encontrar una descripción alternativa en términos de mecánica de fluidos en lugar de cadenas: la respuesta del usuario de Quora a ¿Por qué los electrones giran alrededor del núcleo? Sé que la atracción se debe a la fuerza electrostática de atracción, pero ¿giran?

Aquí hay una bonita fotografía de un átomo de hidrógeno La primera imagen de la estructura orbital de un átomo de hidrógeno

y aquí hay una imagen de un video de youtube que explica cómo obtener la función de onda de un átomo de hidrógeno usando la ecuación de Schroedinger

Es una pregunta a la que me gustaría tener una mejor respuesta. Es obvio que los electrones son “partículas” solo en términos de energía. Eso no los convierte en partículas en el espacio. Entonces, pensar en electrones que giran alrededor del núcleo es dudoso en el mejor de los casos.

Entonces, los electrones no irradian energía porque están en algún tipo de estado estable, y eso significa que están en un estado de máxima entropía en un sistema cerrado.

Dichos electrones también están en su estado de inercia, sin ninguna fuerza externa que actúe sobre ellos. Eso significa que el modelo de “partícula espacial giratoria” no se aplica.

En mi modelo de teoría de perturbaciones , los electrones son “partículas de energía” en un campo electrónico que reside dentro de un campo electromagnético. A su vez, el campo electromagnético resulta de una perturbación en el espacio.

Los detalles de este modelo se están trabajando actualmente.

.

Se sabe clásicamente que cualquier carga que gire alrededor de un determinado centro irradiará energía, entonces su energía se perderá cayendo en el centro, por lo tanto, cuando el átomo se descubra como un núcleo con carga positiva y alrededor del 99% de la masa del átomo, y los electrones se pierdan. girando alrededor del núcleo, era un problema, ¿cómo estos electrones no pierden su energía y caen en el núcleo? Entonces, la respuesta vino de Neil Bohr, que la órbita de los electrones se cuantifica y cada electrón está en su propia órbita girando con cierto momento angular orbital L, en su órbita no emite energía, pero si cambia la órbita hacia abajo, emite energía igual a la diferencia entre la energía de su primer estado y la energía de su segundo estado. O si está excitado a mayor estado por cierta energía, se mantendrá durante cierto tiempo de vida, luego vuelve a su estado estable, emitiendo la diferencia de energía como radiación. Por lo tanto, los electrones se organizan cuánticamente mecánicamente en sus órbitas, distribuidos entre los niveles de la capa acco siguiendo el principio de exclusión de Pauli como fermiones, obedeciendo las estadísticas de Fermi-Dirac.

Los electrones en los átomos ocupan ciertos estados de energía discretos (es decir, contables), que van desde cierta energía mínima hasta cero energía (las energías de los estados unidos son negativas):

Estados energéticos del átomo de hidrógeno

Esto significa que una vez que el electrón está en el estado de energía mínima, no puede bajar su energía. Para que el electrón irradie energía, necesitaría perder energía al mismo tiempo. Pero, si el electrón ya está en la energía mínima posible (en el estado fundamental), entonces no puede perder energía. Por lo tanto, un electrón en su estado fundamental no puede irradiar energía.

Similar a los planetas en el espacio vacío, los electrones no sienten ningún arrastre o fricción. Pueden seguir oscilando a alguna frecuencia para siempre cuando están solos.

En el caso de la materia en el planeta Tierra, hay algo que la gente olvida fácilmente: hace calor, lo que significa que los átomos se mueven violentamente.

La pregunta original era sobre la radiación emitida por partículas cargadas aceleradas. El problema aquí es la mala elección de la palabra. Cuando un electrón salta a un nivel de energía más alto, obtiene esa energía al capturar un fotón con una frecuencia que coincide con la energía obtenida. Es en ese momento también que ocurre la aceleración.

En otras palabras, la aceleración es sinónimo de capturar fotones, no emitir un nuevo fotón.

Es cuando una carga eléctrica disminuye la velocidad bruscamente, es decir, se enfría, que emite un fotón.

Desacelerar es sinónimo de radiación de un fotón electromagnético, con la frecuencia del fotón que coincide exactamente con el nivel de energía total desde el salto a uno o más niveles en un solo salto instantáneo del electrón.

Breve, cuando el electrón se agita en el átomo, con una mezcla de una frecuencia fudamental y tantos armónicos, creando las ondas estacionarias bien conocidas, no gasta ninguna energía. No irradia ningún fotón y puede seguir vibrando de esa manera para siempre, exactamente como lo haría un instrumento musical sin fricción.

No debemos olvidar que los objetos a temperatura ambiente irradian fotones. Se encuentran principalmente en el rango de baja frecuencia de infrarrojos, justo por encima de tera hertz. Estos fotones tienen una longitud de onda tan grande que abarca más de billones de átomos. Entonces, es una onda a gran escala, que comparte más características de fonones, ondas de sonido mecánicas, pero que se propaga a la velocidad de la onda electromagnética … típicamente alrededor del 60% de la velocidad de c.

Si aumentamos la temperatura de 300 kelvin (temperatura ambiente) a aproximadamente 2000 kelvin, los átomos se mueven tan rápido que la colisión a menudo produce fotones en la octava de frecuencia que detecta nuestro ojo. La radiación del cuerpo negro es el resultado de la desaceleración de partículas cargadas tan violentamente que se necesita un fotón de luz visible para compensar el enfriamiento y la desaceleración de los átomos. En otras palabras, la energía generada cuando un átomo a 2000 kelvin se enfría, se desacelera a una velocidad equivalente a la temperatura ambiente, tal energía es tan alta que solo la luz visible puede igualar en comparación con la temperatura ambiente del culo perezoso que genera fotones de baja energía. en el rango superior de tera hertz.

Nosotros, humanos, emitimos ese fotón, algunas serpientes del desierto ven ese rango de frecuencia, así como las cámaras infladas que no requieren luz ultravioleta activa.

Según la electrodinámica, cuando una partícula cargada gira alrededor de otra (s) partícula (s) cargada (s), perderá energía al irradiar su energía. Como resultado, el radio disminuirá gradualmente y eventualmente caerá sobre las partículas cargadas en el centro siguiendo un camino en espiral. Entonces, todos los electrones finalmente deberían caer sobre el núcleo, entonces, ¿cómo existe la estructura atómica? Bohr Model no pudo explicar esto.

Esta pregunta puede responderse en el marco simple de la mecánica cuántica no relativista. La densidad y la corriente de la carga electromagnética del electrón, que son la fuente del campo electromagnético clásico, están dadas por la densidad de probabilidad del electrón y las distribuciones de corriente.

[matemáticas] ρ (t, x) = ψ ∗ (t, x) ψ (t, x) [/ matemáticas]

[matemáticas] j (t, x) ∝ψ ∗ (t, x) ∇ψ (t, x) −ψ (t, x) ∇ψ ∗ (t, x). [/ matemáticas]

Como en un estado estacionario [matemáticas] ψ (t, x) = e − iωtϕ (x) [/ matemáticas], ni la densidad ni la corriente dependen del tiempo y, por lo tanto, no emiten energía electromagnética, de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell con [matemáticas] ρ [/ matemáticas] y [matemáticas] j [/ matemáticas] como fuentes.

Sin embargo, cuando se tiene en cuenta la naturaleza cuántica del campo electromagnético, la probabilidad de irradiar un fotón (cuántica del campo electromagnético) por un átomo en un estado estacionario es diferente de cero debido al fenómeno de emisión espontánea .

Fuente: ¿por qué los electrones no pueden irradiar en las órbitas de sus átomos?

La otra respuesta es muy despectiva (y también errónea de que no emitiría energía), pero esta pregunta exacta fue realmente muy importante en el desarrollo de la teoría atómica.

El modelo de Bohr de un átomo consiste en un electrón que orbita un núcleo en un círculo y, por lo tanto, experimenta una aceleración constante.

Una carga acelerada pierde energía a través de la radiación, a una velocidad dada por la fórmula de Larmor:

[matemáticas] P = \ frac {2kq ^ 2a ^ 2} {3c ^ 3} [/ matemáticas]

Donde k es la constante de Coulomb, q es la carga, a es la aceleración y c es la velocidad de la luz.

Ok, entonces ¿por qué el electrón no entra en espiral en el núcleo? El tiempo que esto llevaría se llama Vida clásica del átomo de Bohr , y funciona como algo así como [math] 10 ^ {- 11} [/ math] segundos, por lo que si este modelo es correcto, los átomos deberían decaer en una centésima de un nano-segundo.

Como los átomos evidentemente no se descomponen (gracias a Dios), debemos concluir que algo más está sucediendo aquí.

La respuesta es la física cuántica: en la física cuántica, los electrones se limitan a niveles de energía específicos; no pueden tener energía entre esos niveles de energía, no es un estado permitido, por lo que no puede “entrar en espiral”.

Obviamente, la respuesta es más compleja que eso, pero la física cuántica es realmente extraña y matemática.

Baste decir que esta fue una pregunta que preocupó a muchos científicos a principios del siglo XX, ¡no es una pregunta estúpida en absoluto!

Cada persona, ya sea rica o pobre y hombre o mujer y pesada o ligera, tiene que pagar un boleto de $ 1 mientras pasa por la puerta A, y tiene que pagar un boleto de $ 2 mientras pasa por la puerta B.

Un error, que no es notado por el guardia de seguridad, no tiene que comprar ningún boleto.

Esa es la palabra cuántica!

Esta analogía cruda puede ayudar a comprender el comportamiento de los electrones en los átomos.

Dado que los electrones no pierden su energía en ciertos estados, es por eso que estos estados se denominan estados estacionarios más que cierta cantidad de fuerzas siempre actúan sobre ellos (electrones) a través de protones y, por lo tanto, de acuerdo con la ley de conservación de energía, existe una cantidad fija de energía desde cierta distancia del núcleo.

La energía del electrón en la enésima órbita está dada por

Por lo tanto, si los electrones tienen esta gran cantidad de energía, existirán en una órbita de radio definido (que no está tan bien definido según la teoría cuántica del átomo) y estas órbitas se llaman órbita estacionaria. Si el electrón no tiene una cantidad particular de energía para saltar a la órbita dada, no saltará y, por lo tanto, permanecerá solo en la órbita estacionaria.

¡Una cosa que me gustaría poner claramente es que los electrones no orbitan alrededor del núcleo! Una órbita es básicamente una trayectoria y si fuera así, tendríamos que saber sobre la posición y el momento al mismo tiempo, y la mecánica cuántica nos dice que los operadores correspondientes no conmutan o no podemos diagonalizar las matrices simultáneamente (estoy lo siento si no estás familiarizado con las matemáticas). Esto es a lo que la gente se refiere como el principio de incertidumbre de Heisenberg.

Ciertamente tienen ciertos niveles de energía y existen como vectores de estado o funciones de onda. Curiosamente, las funciones de onda de las energías superiores, de hecho, pierden energía al liberar luz para ocupar el estado de energía más bajo posible. Pero ese estado no es cero o infinito negativo que uno podría esperar intuitivamente. Entonces, los electrones no solo parecen caer en el núcleo. Además, es interesante notar que la probabilidad de ubicar un electrón justo en el núcleo ¡en realidad no es cero en el estado de energía más bajo!

En primer lugar, los electrones giran alrededor del núcleo en orbitales específicos en los que no irradia ninguna energía …
También,
La primera ley de la mecánica newtoniana dice ”

La velocidad de un cuerpo permanece constante a menos que una fuerza externa actúe sobre el cuerpo.

Por lo tanto, no es necesario gastar energía para seguir moviéndose, a menos que fuerzas externas actúen sobre el cuerpo.

Los electrones alrededor de un núcleo no son un problema clásico, pero la conservación de la energía también se mantiene en los estados cuánticos. El electrón alrededor del núcleo está en un nivel de energía cuantificado y puede cambiarlo solo si interviene una interacción externa.

Según las leyes clásicas de la física, los electrones deberían emitir radiación y colapsar en el núcleo, pero eso no está sucediendo.

Porque al ser muy pequeño a escala de tablón, los electrones obedecen a las leyes cuánticas, no a las leyes clásicas.

Según la mecánica cuántica, solo se asigna cierto nivel de energía a la órbita del electrón y tiene que seguir esa órbita … es decir, si un electrón salta del estado n = 2 a n = 1, simplemente desaparece de n = 2 y nuevamente aparece en n = 1 sin cruzar el área de pi * (r2 – r1) * (r2 -r1). Lo cual está en contra de las leyes clásicas.

Porque no giran. No es una “órbita estacionaria”, es un “estado estacionario”, y estacionario significa que no hay un cambio general, ni una aceleración, que pueda hacer que la carga emita radiación. Los electrones no están orbitando el núcleo como en el modelo de Bohr, simplemente están allí alrededor del núcleo.

PUEDEN perder energía, en forma de radiación EM, si están demasiado lejos del núcleo; Esto se debe a que los electrones están cargados negativamente (eléctricamente) mientras que los protones en el núcleo están cargados positivamente (magnéticamente), lo que resulta en radiación electromagnética a medida que sus campos interactúan en movimiento uno con respecto al otro.

Es por eso que los orbitales existen a ciertas distancias del núcleo, es decir, es el punto en el que tienen la tasa más baja de radiación EM que los ralentiza.

Mientras tanto, un fotón hace que se muevan más rápido, forzándolo a orbitar más lejos del núcleo debido al aumento de la fuerza centrípeda. Esto da como resultado que el átomo brille de un color particular, ya que libera la energía en una longitud de onda particular de ese orbital; luego, cuando la luz se detiene, vuelve a su orbital inferior a medida que se acerca al núcleo.

Para responder a la pregunta, ” ¿Por qué los electrones no pierden energía en órbitas estacionarias?”, La respuesta es más fácil de explicar al ver el electrón como más una onda que una partícula. De esa manera, la energía que se pierde a través de la radiación se recupera a través de la resonancia y se mantiene la estabilidad de la onda electrónica.

More Interesting

La electricidad se debe al flujo de electrones que se mueven a lo largo del camino recto, entonces ¿por qué se dice que fluye en forma de onda?

¿Cuál es la materia presente entre un electrón y el núcleo de un átomo? (Suponiendo la teoría atómica de Bohr)

¿Podríamos hacer autos voladores usando la propiedad natural de que los electrones se repelen entre sí?

¿Qué componentes eléctricos tienen todos los componentes electrónicos?

¿Por qué la captura de electrones no ocurre más a menudo?

¿Hay alguna razón por la que los protones estén cargados positivamente y los electrones sean negativos?

Viendo que los electrones son demasiado pequeños para que el ojo humano los vea, ¿qué vemos cuando ocurre un rayo?

¿Es posible usar tritio en descomposición como fuente de electrones para una pistola de electrones?

¿Qué se mueve a través de un cable si la deriva de electrones es tan lenta en comparación?

¿Podríamos transmitir electrones a través del aire?

Cuando dicen que un electrón tiene una naturaleza de partículas y de ondas, ¿qué quieren decir realmente? ¿Cómo se explica este fenómeno a un laico?

Si un electrón entra en un campo verticalmente, ¿se moverá?

¿Por qué los electrones emiten energía en forma de fotones, pero no en forma de energía térmica?

Si dos electrones chocaran, a velocidades más rápidas que la velocidad de la luz (hipotéticamente), ¿qué ocurriría?

Un electrón acelerado a lo largo del eje x emitiría fotones. ¿El electrón emitiría fotones de manera uniforme en todas las direcciones?