¿Cómo ha impedido la propiedad de onda de los electrones su colisión con el núcleo? En otras palabras, ¿qué tiene de especial la naturaleza ondulada de los electrones?

Lo único especial sobre la naturaleza ‘ondulada’ de los electrones es que si los agitas, ellos son muy amigables. Prevenir la colisión, creo que no, hay tanto espacio, entre las partículas, en un núcleo, es como golpear un agujero en uno en un par 5 para que un electrón colisione con el núcleo, por lo que la posibilidad es igual a cero, por lo que no se necesita prevención , no es obligatorio ni deseado.

Sin embargo, si habla de cualquier partícula dentro de un núcleo, entonces las posibilidades de una colisión son mucho mejores. ¿Quiere golpear un protón o un neutrón? Esa es la pregunta. Para los electrones y el primo, los positrones, la luz en todas sus longitudes de onda, es el medio de “Intercambio de momento” entre los electrones y otras partículas que tienen elementos de carga sobre ellos, interna o externamente.

Una forma de orbitales de electrones puede parecer extraña, pero incluso en la mecánica clásica cuando observa estadísticamente las posiciones de diferentes objetos en todas las órbitas posibles alrededor de la Tierra, por ejemplo, notará que estos objetos pasan menos tiempo cerca de la Tierra cuando su energía cinética y por lo tanto, la velocidad es mayor, por lo que su probabilidad equivalente de encontrarlos cerca del “núcleo” sería proporcionalmente menor. (Observación: esto no significa que la mecánica cuántica sea la misma que la clásica a pequeña escala, aunque tienen muchas similitudes, aquí es solo una analogía).

Sin embargo, los electrones “colisionan” con sus núcleos, pero incluso cuando sucede, nada especial cambia: los electrones siguen siendo electrones, los protones son protones … En realidad, pertenecen a diferentes clases de partículas que probablemente no interactúen mutuamente (a pesar de tener carga eléctrica opuesta) ya que también tienen algunas otras propiedades que no se conservarán si interactúan. Sin embargo, esto puede suceder en los aceleradores de alta energía donde las energías son tan altas que pueden surgir otras partículas más masivas; el problema es que estas nuevas partículas deben presentar una mezcla exacta de estas propiedades para conservarlas antes y después de la colisión. De todos modos, esto generalmente no sucede a energías más bajas y normales en un átomo.

Con respecto a la naturaleza ondulada de los electrones, tal vez sea mejor concebirlo como el espacio-tiempo “ondulado”. Usted ve, lo que mucha gente piensa como una línea recta, en realidad no lo es. Una línea es solo una idealización matemática, una buena expectativa promedio para la posición de muchas partículas, sin embargo, cuando se trata de partículas individuales y discretas, no es tan “ideal” y la única forma de explicarlo es usar distribuciones de probabilidad, es decir, funciones de onda. .

Creo que puede estar haciendo la pregunta de la teoría pre-cuántica de por qué un electrón que orbita el núcleo no irradiará su energía, como lo hacen las cargas móviles, y caería en el núcleo. La teoría cuántica mostró que el momento angular de los electrones rotativos tiene valores solo que son múltiplos enteros de la constante de Planck. Eso impide una órbita que se estrella en el núcleo. Las teorías cuánticas más modernas no se basan en absoluto en las órbitas, sino en lo que se llaman orbitales, para los cuales los electrones tienen probabilidades de ubicación cuyos valores para colisionar con el núcleo son cercanos a cero. Sin embargo, según la ecuación de Schrodinger, la probabilidad de una colisión de núcleo de electrones es finita, pero muy pequeña. Es decir, la función de onda del electrón en la vecindad del núcleo es pequeña. Hay mucho en esta teoría, aunque me parece precisa, eso me deja con mucho que desear.

Cuando los electrones son parte de un átomo, tienen energías particulares que los mantienen en estados unidos. En este caso, resuelve la ecuación de Schrödinger, y estas soluciones son similares a las ondas estacionarias.

Sin embargo, si no se cumplen estas condiciones específicas, los electrones pueden colisionar con el núcleo u otras partículas subatómicas. Por ejemplo, la dispersión inelástica profunda entre partículas como electrones y protones nos ha dado una idea de la estructura de estas partículas, por ejemplo, que los protones consisten en quarks.

No hay nada especial en la naturaleza ondulada de los electrones, excepto que son las partículas por las cuales nos encontramos con la naturaleza ondulada con mayor frecuencia. Las partículas en el núcleo también son onduladas. Pero debido a su naturaleza ondulada, el concepto de colisión no está bien definido. La función de onda del nivel de energía más bajo está al máximo exactamente en el núcleo. Lo que significa que la probabilidad de encontrarlo allí (el cuadrado de la función de onda) también está en su máximo allí. El lugar más probable para encontrar ese electrón (aunque no aquellos en niveles de energía más altos) es en el núcleo. Pero, en la mayoría de los casos, no interactúa con el núcleo porque no hay un resultado energéticamente favorable para una reacción. Entonces el electrón y el núcleo coexisten.

Si consideramos la naturaleza ondulatoria de los electrones, entonces podemos decir que los electrones están presentes sobre el átomo y no en una posición específica. También sabemos que las órbitas estables son aquellas en las que la longitud de onda es el múltiplo integral de la circunferencia, es decir. 2πR, R es el radio del átomo. Dado que los electrones se mueven en caminos definidos llamados órbitas (órbita estacionaria). Por lo tanto, el camino es definitivo y, por lo tanto, no hay colisión entre electrones.

Espero que haya ayudado. 🙂

Nada más que el hecho de que los electrones tienen muy poca masa y (aparentemente) no tienen ningún tamaño. Todas las cosas son “onduladas” al igual que los electrones , pero su longitud de onda es la constante de Planck dividida por su impulso. Entonces, si tienen una gran masa , a la misma velocidad tienen una longitud de onda tan corta que no se puede decir que son “difusos”. De esto es de lo que estoy hablando cuando digo que la constante de Planck establece una escala absoluta para la física.