Si se supone que las cargas opuestas se atraen entre sí, ¿por qué los electrones no caen en el núcleo (soy un estudiante de octavo grado, así que hágalo simple)?

La respuesta simple: porque no lo hacen. Porque hay otra teoría subyacente que se desarrolla a escala atómica además de nuestra hermosa e intuitiva forma clásica de pensar.

Notó que hay un problema con nuestro modelo clásico de átomo, donde usamos ecuaciones electrodinámicas clásicas para comprender el átomo. Sabemos que en órbita los electrones se aceleran y las partículas cargadas aceleradas irradian y pierden energía, por lo que los electrones deben caer en el núcleo. Entonces, ¿qué hacemos los físicos cuando hay un problema con una teoría: desecharlo por completo y escribir uno nuevo que encapsule lo que dice la vieja teoría y más (lo que significa que también explica los nuevos fenómenos), o tratar de alterar su vieja belleza hasta que tengas lo que necesitas.

Desafortunadamente (o afortunadamente, depende de la perspectiva), alterar un poco el pensamiento clásico no nos acercó más que pensar el átomo como un mini sistema solar con un giro adicional explicado en un momento. Los resultados experimentales subieron, el átomo de hidrógeno podría explicarse postulando que los electrones solo pueden estar en órbitas determinadas y en ningún otro lugar. ¿Ves lo que hicieron los físicos allí? Postulamos cosas cuando la única explicación es: las cosas son ciertas. No fuimos lo suficientemente buenos, sí. Y, de hecho, los resultados experimentales para Helio y átomos más pesados ​​fueron diferentes al modelo del mini sistema solar, lo que ahora llamamos el modelo atómico de Bohr. Entonces lo desechamos.

Se nos ocurrió un enfoque diferente pero una vez más similar. Postulamos que los electrones y cualquier otra partícula se comportan como ondas. ¿Por qué? ¡Porque lo hacen! El experimento de la doble rendija es un experimento simple pero efectivo, quizás uno de los más efectivos que existen. Se dispara un haz de electrones sobre una doble rendija, dos pequeñas aberturas cercanas en un cartón, y el resultado se captura en una película al otro lado del cartón. Ahora, el patrón resultante surgió como si los electrones se comportaran como ondas de agua. Como si estas ondas imaginarias de agua interfirieran entre sí después de pasar por esos pequeños agujeros. El experimento acuoso se realizó con luz antes, mostrando que la luz tiene un comportamiento ondulatorio. Pero la luz también se comporta como partículas también, que se muestra a través de la dispersión de la luz de otras partículas, como los electrones (estas partículas no se comportan como ondas aquí, ¿verdad?).

Entonces, ¿cómo explicamos estos fenómenos extraños? Bien postulando que esto es cierto, por supuesto. Las partículas se comportan como ondas a veces, a veces no. Y las ondas a veces se comportan como partículas, a veces no. Eso es. Eso es lo que observamos y es definitivo. Nada puede cambiar estos resultados.

Y ahora la parte más crucial de nuestras nuevas ideas: la medición. Digamos que queremos medir la posición y la velocidad de un electrón al mismo tiempo. qué hacemos? Necesitamos conocer al menos una posición y velocidad en un momento dado, entonces sabemos que es toda la trayectoria, gracias a Newton. Entonces enviamos otra partícula sobre él, y se dispersa como se esperaba. Pero sin querer hemos cambiado la posición y la velocidad del electrón muy ligeramente. Por supuesto que lo hicimos, pero (clásicamente, con nuestras viejas formas de pensar) podemos hacer que este experimento sea tan delicado como lo queramos y reducir los errores en nuestras mediciones a un número pequeño, tan pequeño como queramos. Pero resulta que, en realidad, no importa cuán delicado hagamos este experimento, habrá un error mínimo en nuestras mediciones. Debido a esto, no podemos conocer la posición de una partícula sin errores al 100%, siempre que mantengamos la velocidad que conocemos. Si permitimos un pequeño error en nuestra información de velocidad, entonces podemos disminuir el error que tenemos en nuestra medición de posición y viceversa, pero nuevamente hasta cierto punto. Y, ¡shazam !, resulta que nunca podemos saber la posición de una partícula o la velocidad de una partícula con 100% de errores al mismo tiempo. Suena complicado pero desnudo conmigo. El resultado es este: las partículas son ondulantes . No pueden estar inmóviles, si pudieran estarlo, sabríamos que la velocidad es 0, lo que hace que la velocidad sea definida, incertidumbre 0. Pero espera, lo sabíamos. Por supuesto que lo hicimos. Pero la cuestión es que no puedes localizar una partícula, nunca. Sabíamos que pueden moverse aquí o allá, pero podemos sostener una partícula en nuestras manos, por así decirlo. Pero, como parece, no podemos tener un electrón en nuestras manos. Siempre se moverá, la cantidad de movimiento dependerá de los errores que obtengamos. Esta incertidumbre intrínseca en nuestras mediciones se denomina colectivamente el principio de incertidumbre de Heisenberg .

Entonces, ¿cómo podemos explicar este nuevo error intrínseco? Bueno, con probabilidad, por supuesto! Si el electrón se comportara probabilísticamente, ¡entonces habría errores naturales en su posición y velocidad! No puede estar en un lugar definido si existe la posibilidad de que esté en otro lugar al mismo tiempo. Supongamos que tenemos una partícula libre en una habitación con nosotros. Tiene una probabilidad de que esté en mi mano pero también esté en el otro lado de la galaxia, aunque sea bastante pequeño. Si no lo limitamos a estar en una habitación, haciendo que la incertidumbre en la posición sea mucho mayor y la incertidumbre en su velocidad mucho menor, lo que hace que la sacudida sea muy pequeña, entonces la probabilidad de que esté muy lejos aumentaría. Entonces, una pequeña cantidad de sacudidas es lo mismo que soltar el electrón en una habitación grande, tener una probabilidad de estar en cualquier lugar de esa habitación grande, y una gran sacudida es lo mismo que soltarlo en una habitación muy pequeña, como un átomo, que tiene una probabilidad de estar en cualquier lugar de ese pequeño espacio. Si suponemos que la probabilidad de que esté en cualquier lugar es igual, entonces la probabilidad de que esté en cualquier región de la habitación pequeña será mucho mayor que la de la habitación grande. Llamamos a esta partícula probabilística la partícula nueva, brillante, no tan clásica, o una partícula cuántica para abreviar. ¡Un electrón es una partícula cuántica!

Ahora, construimos una teoría sobre estas ideas y la llamamos la forma de pensar nueva, brillante y no tan clásica , o simplemente teoría cuántica para abreviar. ¿Explica por qué los electrones no caen en el núcleo? ¡Intuitivamente sí! Imagine que confinamos un electrón en un átomo. Sabemos que la probabilidad de que esté afuera es muy pequeña, debido a la fuerza de Coulomb, por lo que la mayoría de las veces estará adentro. Si tratamos de hacer las paredes del átomo más pequeñas, ¡la sacudida comienza a ser inmensa !, de modo que el electrón tendrá una gran energía, no querrá permanecer en esa región confinada, disminuyendo así la probabilidad de que esté en Una región en cualquier lugar cerca del núcleo.

“¡Pero señor, usted no respondió mi pregunta! Entiendo que es bastante improbable que un electrón esté cerca del núcleo. Pero, ¿por qué un electrón no puede estar justo en el centro, radio r = 0, por así decirlo? ”. ¡Porque no puede estar en ninguna posición definida! Si así fuera, la fluctuación será infinita, un error infinito en su velocidad, proveniente del principio de incertidumbre de Heisenberg. ¿Puede pasar a través del núcleo? ¡Por supuesto! ¿Puede ser capturado por el núcleo? ¡A veces! Se llama captura de electrones y algunos núcleos radioactivamente inestables hacen esto para estabilizarse. Pero nada de esto cambia la respuesta a su pregunta. En circunstancias normales, un electrón no puede caer en el núcleo, ¡porque se agita! Así que mantenga sus electrones seguros en su cuerpo, en su mayoría estarán allí, a veces.

Muchas de las respuestas a esta pregunta están escritas como una exposición para mostrar la destreza del autor en el nivel de posgrado en Mecánica Cuántica y Física Cuántica. En el proceso, se olvidan de que la persona que hace la pregunta es un estudiante de octavo grado . Para todos aquellos que hablaron con tanta elocuencia sobre el Principio de incertidumbre de Heisenberg, la Constante de Planck (de Max Planck), y el trabajo de Niels Bohr, Ernest Rutherford, Erwin Schroedinger, y la cuantización de la energía, date una palmadita en la espalda. Has demostrado que eres el tipo más inteligente de la sala. Sin embargo, no ha respondido la pregunta en un nivel de octavo grado para un niño de 13 años que podría haber tenido algo de Ciencias de la Tierra básicas en el séptimo grado . Sí, también tengo un título en Física, todos menos un título de matemática aplicada completa solo para obtener eso, y un título de posgrado, y podría dilucidar el tema también en un nivel de postgrado, dejando 99.999999% o más de las personas que lo leen están completamente desconcertados. ¿Qué propósito tiene eso para explicarlo a otros sin al menos un título de licenciatura en Física? Ninguno en absoluto. Albert Einstein sabía esto cuando escribió su libro, “Relatividad”, en 1916. Tanto la Relatividad Especial como la General se presentan a un nivel que alguien con una base sólida en matemáticas de preparación universitaria (álgebra, trigonometría y geometría) en el nivel de posgrado de secundaria puede Comprender y comprender los principios fundamentales sin un esfuerzo excesivo.

Respuesta que no requiere un diploma HS o GED. . .
La respuesta básica es la misma razón por la que la Luna no se estrella simplemente en la Tierra. Al igual que la Luna, los electrones tienen suficiente energía para permanecer en “órbitas” estables alrededor del núcleo del átomo, aunque sus “órbitas” no son exactamente lo mismo (por eso lo pongo entre comillas). El resultado, sin embargo, es el mismo. Su energía equilibra sus fuerzas mutuamente atractivas (negativas para los electrones y positivas para los protones). Elimine mágicamente esa energía mínima, o agregue suficiente fuerza atractiva al núcleo (suficientes protones) y colapsarían con algunos efectos interesantes más allá del alcance de su pregunta. Agregue energía al electrón y pasará a una “órbita” de nivel superior. Agregue suficiente energía al electrón y se alejará de su átomo convirtiéndose en un electrón “libre” hasta que sea capturado por otro átomo. Con la materia (átomos) tal como la conocemos, los electrones tienen una energía mínima inherente por debajo de la cual nunca van. Además, los núcleos de los átomos naturales y artificiales más pesados ​​que se encuentran en la parte inferior de la Tabla Periódica no tienen cerca el número de protones atractivos necesarios para superar esa energía mínima y causar el colapso.

Niels Bohr descubrió que los átomos tienen un núcleo muy pequeño y pesado en su centro que está rodeado por uno o más electrones muy distantes (muy distantes en las dimensiones atómicas). Su modelo era similar a nuestro Sistema Solar, con los electrones orbitando como planetas alrededor del Sol. Ahora sabemos que no es tan simple. El trabajo de Erwin Schroedinger demostró que existen en “nubes” porque su ubicación y movimiento precisos son inciertos. Hay una mayor probabilidad en cualquier instante dado, de que un electrón en su “nube” estará en algunas partes de su “nube” que en otras partes, pero sabemos que a ese nivel de energía, se encontrará en algún lugar dentro de esa nube y Eso es lo mejor que podemos hacer. Imagine su propia ubicación precisa durante un día típico. Puede estar en la escuela, puede estar en casa, puede estar en la casa de un amigo, o puede estar en un parque, el centro comercial o en algún otro lugar intermedio. Cuando estás en casa, puedes estar en una habitación u otra en cualquier momento. Precisamente dónde estarás en un instante dado tiene una probabilidad, y es más probable que te encuentren en algunos lugares con más frecuencia que otros en un instante dado en el tiempo, pero no con una certeza completa del 100%. En una aproximación muy aproximada, esto es lo que ocurre con los electrones en “órbita” alrededor de un átomo. No es como la órbita de la Luna sobre la Tierra o las órbitas planetarias sobre el Sol.

Teóricamente, y ahora experimentalmente, los físicos han podido modelar lo que podría ocurrir si hubiera un número suficiente de protones en un núcleo para causar un colapso y respalda la teoría de que realmente ocurriría. El átomo más pesado conocido está en 118 en la tabla periódica. Es un elemento hecho por el hombre, extremadamente inestable (existe durante un milisegundo o menos antes de descomponerse y romperse) y solo se ha detectado media docena después de su creación (rompiendo dos átomos más pequeños juntos). Los elementos que tendrían suficientes protones para inducir el colapso de electrones tendrían que ser considerablemente más pesados ​​con sustancialmente más protones que el Elemento 118. Esto lleva a la conclusión de que en la materia natural (átomos) tal como los conocemos ahora, existe una estabilidad que impide el electrón. colapso en el núcleo.

Piensa en un electrón como una onda.
Y una onda = resonancia = una onda estacionaria .

En otras palabras, una onda que rodea el núcleo puede duplicarse sobre sí misma y mantener su órbita y su fuerza de campo en forma de onda estacionaria . Por lo tanto, es estable. Además, no se irradia energía como se esperaba porque simplemente se absorbe en forma de resonancia con otra onda.

Las palabras clave son: resonancia, ondas estacionarias y soporte .

Piense en una corriente de agua que pasa sobre una roca y verá una ola estacionaria . Es una ola, pero no va a ninguna parte, solo está parado sobre una roca en forma de grandes ondas causadas por la turbulencia del agua, que incluye un poco de agua que se dobla sobre sí misma para brindar apoyo .

En el caso de un electrón (más exactamente conocido como onda electromagnética), es este soporte , también conocido como resonancia , el que evita que los electrones caigan en el núcleo.

Pero lo más interesante de su pregunta: “¿Por qué los electrones no caen en el núcleo” es el concepto de una máquina de movimiento perpetuo , que es imposible a nivel macro.

Estos electrones, cuando se ven como ondas, se consideran energía pura. Y dado que contienen muy poca masa (.511 MeV / c ^ 2) son esencialmente inmunes a la Ley de Entropía y, como tales, sus órbitas no se descomponen, evitando así que caigan en el núcleo.

En otras palabras, la energía (que incluye una onda de electrones) no está sujeta a la ley de entropía y descomposición. La energía pura simplemente no envejece, solo puede perder su fuerza a través de la dilución o al realizar un trabajo como en los electrones libres.

En resumen: los electrones son simplemente ondas que interfieren constructivamente entre sí y son capaces de mantener órbitas cuantificadas sin caer en el núcleo. Y dado que este proceso es continuo y no requiere entrada de energía externa, se considera que están en movimiento perpetuo y , por lo tanto, son estables.

Tomado de Microsoft Encarta en forma abstracta:

Si el electrón se describe como una onda continua, su movimiento puede describirse como el de una onda estacionaria. Las ondas estacionarias ocurren cuando una onda continua ocupa una de un conjunto de ciertas distancias. Estas distancias permiten que la onda interfiera consigo misma de tal manera que la onda parece permanecer estacionaria .

Al tocar la cuerda de un instrumento musical se forma una onda estacionaria en la cuerda que hace que la cuerda resuene y produzca sonido. La longitud de la cadena, o la distancia que ocupa la onda en la cadena, es igual a un número entero o medio de longitudes de onda. A estas distancias, la ola rebota en cada extremo e interfiere constructivamente consigo misma, lo que fortalece la ola.

Del mismo modo, una onda de electrones ocupa una distancia alrededor del núcleo de un átomo, o una circunferencia, que le permite viajar un número entero o la mitad de longitudes de onda antes de volver a girar sobre sí misma . La onda electrónica, por lo tanto, interfiere constructivamente consigo misma y permanece estable.

Además, una onda de electrones no puede ocupar una distancia que no sea igual a un número entero o medio de longitudes de onda. En una distancia como esta, la ola interferiría consigo misma de una manera complicada y se volvería inestable. De ahí el término órbitas cuantificadas para describir estos diversos niveles de energía.

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Imagina una escalera.

Supongamos que subes al primer peldaño. A pesar de que la gravedad te empuja hacia el suelo, no caes. Esto se debe a que sus pies están restringidos a un conjunto finito de posibles posiciones estables en la escalera. Si la escalera fuera una rampa continua, se caería rápidamente.

Un átomo es un poco como la escalera, solo que con restricciones aún más fuertes sobre dónde pueden estar tus pies. Debido a la forma en que funciona la mecánica cuántica, a los electrones solo se les permite ocupar ciertos estados, llamados orbitales, a medida que orbitan el núcleo. Moverse entre estos estados requiere que se tomen algunas medidas, como subir y bajar escaleras. (Los electrones se mueven entre los orbitales absorbiendo y emitiendo fotones). Sin embargo, en un átomo no hay “peldaño” a nivel del suelo. Eso significa que es imposible que un electrón caiga en el núcleo a menos que se aplique una fuerza externa extremadamente fuerte.

En lugar de decir “Se supone que los cargos opuestos atraen …”, es más correcto decir: “Los cargos opuestos se atraen …” No hay autoridad que diga a los cargos lo que se supone que deben hacer. Los cargos opuestos se atraen entre sí porque eso es lo que hacen. Nadie sabe por qué hacen eso.

Probablemente piense que los electrones orbitan el núcleo de la misma manera que los planetas orbitan al sol:

Ese es el “Modelo de Bohr” del átomo. Proviene de los primeros días de la mecánica cuántica cuando nadie sabía qué estaba pasando con los átomos y los electrones. Tenía sus puntos buenos, pero fueron ignorados hace dos o tres generaciones.

Lo que realmente sucede es que los electrones están atrapados en una “nube” cerca del núcleo de acuerdo con la cantidad de energía que tienen. Dentro de esta nube, resuenan, algo así como la forma en que resuena un instrumento musical, y producen un patrón que depende de la frecuencia de su resonancia. Los electrones de menor energía forman nubes que se ven así:

Cada una de estas nubes se llama “orbital” y tiene una capacidad de dos electrones. hidrógeno (1 electrón) y helio (2 electrones) tienen solo el orbital de la izquierda. El litio (3) y el berilio (4) tienen los dos orbitales a la izquierda. El boro (5) y el carbono (6) tienen los cuatro orbitales.

Los orbitales, y su “deseo” de ser llenados con dos electrones, son responsables de la formación de compuestos químicos.

Si esto es interesante para usted, discútalo con su maestro. Es un tema fascinante.

No te consideres “solo” un estudiante de octavo grado. Puedes entender cosas muy complicadas, de verdad. Si estás interesado en algo, ¡adelante!

A principios de 1900, los físicos estaban muy sorprendidos de que los electrones no caigan en el núcleo. No pudieron entenderlo. De acuerdo con las leyes de electromagnetismo que Maxwell había desarrollado a fines de 1800, el electrón debería emitir energía a medida que se mueve en las proximidades del núcleo. Debe seguir perdiendo energía hasta que ya no pueda resistir la carga positiva del núcleo y ser atraído hacia él.

Pero, los electrones NO caen en el núcleo. Si lo hicieran, la materia colapsaría. Los átomos en la materia simplemente se aplastarían en casi nada. Esto se debe a que la distancia entre los electrones y el núcleo forma la amplitud del átomo. (Me temo que esta es una de las mentiras blancas que mencionó una de las otras personas que respondieron a esta pregunta. Pero esta descripción es una manera fácil de visualizar por qué los átomos ocupan espacio).

En la década de 1920, Niels Bohr, un físico danés, presentó una explicación. Dijo que nuestro universo se rige por dos conjuntos diferentes de leyes. Un conjunto de leyes, a las que los físicos estaban acostumbrados, rigen los objetos cotidianos, como mesas y sillas. Estas son las leyes que desarrollaron Isaac Newton y James Clerk Maxwell.

Bohr dijo que la razón por la que el electrón no cae en el núcleo, es porque hay un conjunto completamente nuevo de leyes. Estas leyes rigen los electrones, protones y otras partes del átomo. Estas son las leyes de la física cuántica. Bohr es considerado uno de los fundadores de la física cuántica.

Bohr dijo que es una ley de la física cuántica que no se permite que la energía del electrón caiga por debajo de cierto nivel. No se permite que caiga a un nivel tan bajo que ya no pueda resistir la atracción positiva del núcleo y caer en él.

En el momento en que Bohr dijo esto, algunos físicos se quejaron de que la explicación de Bohr no era una explicación en absoluto. Dijeron que Bohr solo estaba estableciendo la ley, y que debería haber una razón por la cual el electrón no sigue perdiendo energía y cae en el núcleo como lo requerirían las leyes de Maxwell.

Pero resulta que nadie ha encontrado una razón por la cual las leyes de física cuántica sean así. Bohr no estaba estableciendo la ley; es la naturaleza que establece la ley, una ley para la física cuántica y otra ley (la de Maxwell) para los objetos que podemos ver, como mesas y sillas.

Muchas respuestas buenas y detalladas aquí. Déjame intentar decirlo en puntos. La explicación no es muy precisa, pero debería ser comprensible para un estudiante de octavo grado con suerte.

1. El sol y la tierra se atraen entre sí, pero la tierra no cae al sol. Sabemos que F = m a, entonces, ¿por qué la Tierra no acelera hacia el sol? En realidad, es … porque la aceleración también es un cambio en la dirección de la velocidad, no solo un aumento en la velocidad de un cuerpo. La tierra está en órbita (casi) circular) alrededor del sol, por lo que su dirección de velocidad cambia constantemente. Este cambio en la dirección de la velocidad conduce a algo llamado aceleración centrípeta de la tierra en una dirección perpendicular ( y no paralela ) a la velocidad (!). ¡Observe desde aquí que la aceleración no necesita ser paralela a la velocidad! El empuje hacia afuera / hacia los lados que siente cuando está sentado en un automóvil negociando una curva es un ejemplo de la fuerza (y, por lo tanto, la aceleración) requerida para mantenerlo en su lugar (la fuerza es la fricción entre usted y el asiento del automóvil en este caso) actuando perpendicularmente velocidad. La fuerza entre el sol y la tierra se “gasta” o “ejerce” para garantizar que la tierra siga obteniendo esta aceleración centrípeta … es decir, para garantizar que la dirección de la velocidad de la tierra siga cambiando. Y este cambio en la dirección de la velocidad ayuda a mantener la órbita.
2. Uno puede imaginar algo similar para los electrones en un átomo : la fuerza electrostática actúa como la fuerza de gravedad de la situación de la Tierra y el Sol. El núcleo positivo ejerce una gravedad como fuerza de atracción sobre los electrones, pero orbitan alrededor del núcleo en lugar de caer en él. Simple de entender, y las ecuaciones de movimiento se pueden configurar para resolver el radio (r) del electrón alrededor de un átomo (r puede tomar cualquier valor de acuerdo con esta imagen, dependiendo de la velocidad orbital del electrón).
3. Sin embargo, hay una complicación . Un electrón en órbita está acelerando (como un planeta alrededor del sol). Y la teoría electromagnética clásica muestra que las cargas aceleradas irradian energía. Por lo tanto, esta situación es muy diferente de un planeta alrededor del sol donde no se irradia tal energía de acuerdo con la teoría clásica de la gravedad newtoniana. Si un electrón en órbita irradia energía, entonces su velocidad orbital debe reducirse, comenzará a acercarse más y más al núcleo y luego chocará con el núcleo. Sin embargo, esto no sucede en un átomo. ¿Por qué? La razón está dada por la teoría cuántica preliminar (muy básica): la materia no es solo de naturaleza particulada sino que también tiene propiedades ondulatorias. Un electrón puede permanecer en órbita alrededor del átomo no solo en cualquier radio como se indica en el punto 2, sino solo en ciertos radios seleccionados (muy diferente a un planeta alrededor del sol) donde la circunferencia de la órbita en un múltiplo integral de la “longitud de onda” de la onda de electrones e. Cuando esto sucede, la onda de electrones se “refuerza” a sí misma y no hay radiación de energía por una carga de aceleración / órbita (!). El electrón se comporta exactamente como un planeta en órbita para tales radios. Esta imagen nos ayuda a calcular los “radios de la teoría de Bohr” de los electrones en órbitas alrededor de los átomos y nos lleva a la teoría de Bohr del átomo de hidrógeno (aunque no es así como Niels Bohr salió con su teoría).

En resumen, la imagen simplista es similar al sistema Tierra-Sol con un giro adicional de que solo son posibles radios específicos para el electrón ya que su naturaleza de onda se convierte en un factor importante a escalas atómicas (en el sistema Tierra-Sol no nos molestamos naturaleza de las olas de la tierra). Estos radios son donde la circunferencia es un múltiplo integral de la longitud de onda de la onda electrónica.

Sin embargo, para complicar más las cosas (si ha entendido hasta el punto 3, es posible que desee dejar de leer aquí),

1. Una mecánica mucho más detallada de lo que sucede realmente está dada por una mecánica cuántica mucho más detallada. Básicamente, la naturaleza de onda de un electrón se modela utilizando una ecuación de onda (en lugar de la forma simple anterior en el punto 3) y emerge una imagen detallada de lo que sucede en el átomo. Debido a su naturaleza ondulatoria, no se puede decir que el electrón esté orbitando el núcleo en el sentido ordinario … ¡tiene varias probabilidades de estar presente en varias regiones alrededor del núcleo! Y la mecánica cuántica calcula estas funciones de probabilidad. Es como decir que la Tierra tiene una probabilidad finita de estar en cualquier región tridimensional alrededor del sol y no solo en su órbita circular actual (!). Esto suena muy extraño … ya que no funciona para las masas a escala terrestre. Pero no es extraño para las masas a escala electrónica. Dado que nuestra intuición humana se desarrolla al ver masas a nuestra escala, es un poco difícil aceptar la imagen cuántica del electrón alrededor del núcleo. Requiere desarrollar una especie de “nueva intuición”.

No hay una respuesta extremadamente simple y completa a esto sin tener que aceptar el hecho extraño como un hecho. Así que aquí está mi intento. Déjame pararme en algo alto y sostener una pelota de goma frente a mí. La gravedad lo atrae, así que si lo dejo ir, cae al suelo y, al hacerlo, se acelera. Piensa en dos situaciones:
(a) El suelo es de hormigón. Lo que sucede aquí es que no hay forma de que la pelota elimine toda su energía cinética, por lo que rebota de nuevo, pero no tan alto porque se perdió algo de calor.

(b) cae en el lodo. No rebota porque toda la energía cinética se pierde al separar el lodo.

Ahora, tienes que confiar en mí en esto. Un electrón acelerado debería emitir radiación electromagnética, por lo que puede perder energía, pero según la mecánica cuántica, no puede irradiar desde el estado fundamental. Hay una razón clara para esto, pero no es fácil de expresar en términos simples, así que acéptelo. En consecuencia, el electrón no puede irradiar energía antes de golpear el núcleo, por lo que mediante la conservación de energía, o bien se absorbe en el núcleo, convirtiendo así un protón en un neutrón, o simplemente se recupera con la misma energía. Para convertir un protón aislado en un neutrón se necesitan aproximadamente 1,29 MeV de energía; el electrón de hidrógeno tiene una energía cinética de aproximadamente 13.6 ev, y no puede cambiar eso sin irradiar energía electromagnética, y la mecánica cuántica lo prohíbe. Por lo tanto, el electrón de hidrógeno tiene aproximadamente 100,000 veces menos de la energía requerida.

Por lo tanto, una respuesta simple a su pregunta es que el electrón no puede obtener suficiente energía cinética para convertir el protón en un neutrón, por lo que por conservación de energía, no puede caer en el núcleo y permanecer allí. Hay algunos núcleos pesados ​​con demasiados protones que absorben dichos electrones, y la energía es proporcionada por una mejor energía de unión nuclear.

Hay otras razones por las que es improbable que caigas, pero requieren un poco de física que creo que aún no tendrás a tu disposición, y simplemente te confundiría.

Hay muchas otras respuestas bastante buenas, así que déjame probar algo un poco diferente.

A los electrones no les gusta estar confinados en un espacio pequeño. En realidad, esto es cierto para CUALQUIER función de onda de partículas, pero las partículas más ligeras empujan contra el confinamiento más que las partículas más pesadas, y el electrón es una de las partículas más ligeras que conocemos. Una forma de ver esto es mirar el problema de “partícula en una caja” y sus soluciones. La energía allí es proporcional a 1 sobre la longitud de la caja al cuadrado; ¡exprimir una partícula en una caja que es la mitad de grande requiere cuatro veces más energía! Llamemos a esta resistencia a ser comprimido “retroceso cuántico”.

Por lo tanto, la función de onda de electrones en el estado fundamental es un compromiso entre “acercarse lo más posible al núcleo” y “ubicarse en la menor cantidad posible”. Es la configuración con la energía TOTAL más baja, donde una parte de la energía se basa en la distancia promedio del núcleo y la otra parte se basa en qué tan confinado está el electrón.

Si no hubiera un retroceso cuántico, todos los electrones atómicos colapsarían en sus núcleos y todos los átomos se colapsarían entre sí, y tendríamos un universo muy aburrido. Cuando te paras en el suelo, es el retroceso lo que te detiene.

La pregunta mucho más difícil es “¿Por qué hay un retroceso cuántico?”. Hay varias formas de verlo.

Una forma es que podría ser algún tipo de restricción informativa sobre la realidad. El Principio de incertidumbre de Heisenberg dice que cuanto mejor conozcamos la posición de una partícula, peor conoceremos su impulso o, en una formulación ligeramente diferente, mayor será su energía cinética. Esto se parece mucho a la partícula en una caja. De hecho, hay una cosa llamada Información de Fisher que tiene la curiosa propiedad de que la FI sobre la posición de una partícula es exactamente proporcional a su energía cinética (ligada). Entonces podría ser que lo que llamamos la energía cinética de un electrón en un orbital es realmente un tipo de energía informativa.

Otro conjunto de teorías trata de explicar que QM se debe a cosas como la energía del punto cero o la fluctuación (la idea de que incluso el “espacio vacío” tiembla constantemente a nivel cuántico). En esa imagen, el electrón está TRATANDO de caer en el núcleo, pero el jitter lo golpea en direcciones aleatorias, por lo que nunca puede quedarse en un solo lugar. Las personas que apoyan estas teorías tienen matemática que muestra que debes obtener la Mecánica Cuántica a partir de sus suposiciones, pero tengo algunas dudas porque parece extraño que puedas obtener niveles de energía extremadamente precisos de un proceso que se basa en ruido aleatorio.

En la interpretación de QM conocida como mecánica de Bohmian, hay una “onda piloto” asociada con cada partícula que guía o empuja la partícula. Para (digamos) el electrón en un átomo de hidrógeno, la fuerza de la onda empuja y cancela exactamente la fuerza de atracción del núcleo. Esto también me parece un poco extraño, porque dice que hay una fuerza neta cero que une el electrón al núcleo; Es difícil ver por qué los átomos deberían ser estables cuando el electrón es libre de desviarse. Pero BM predice exactamente los mismos orbitales y niveles de energía que la QM estándar (“interpretación de Copenhague”), por lo que tal vez no haya realmente ninguna diferencia práctica.

Me inclino por la idea de restricción de información, pero la respuesta real es que todavía no lo sabemos. Podría ser una de las ideas anteriores, o algo completamente diferente. ¡Quizás puedas ser tú quien lo descubra!

En primer lugar, estoy muy contento de que incluso las mentes jóvenes como usted tengan curiosidad por saber acerca de los problemas que han preocupado incluso a las mentes más grandes en algún momento de nuestra historia. Recuerdo que cuando estaba en octavo grado y me encontré con este extraño comportamiento de una de las partículas fundamentales de nuestro universo, la única explicación que tenía sentido (o mejor dicho para mí) fue que son pequeñas partículas redondas que orbitan una muy pesada (relativamente ) núcleo al igual que nuestro planeta en órbita alrededor del Sol.
Pero más tarde, cuando estudié las ecuaciones de Maxwell, descubrí que las partículas de carga bajo aceleración producen un campo magnético y pierden energía (lo que significa que tendrán que detenerse en algún momento). Pero ese no fue el caso aquí. De alguna manera, la partícula sin la cual no se produciría ninguna reacción química, no se generaría electricidad y la que tiene que ser inestable era perfectamente estable dentro del átomo y no tenía ninguna explicación sólida.
Esta pregunta no tiene una respuesta muy fácil o una respuesta que tiene mucho sentido al principio. Si puede envolver su mente con estos conceptos, entonces puede comenzar a comprender el extraño comportamiento del electrón.

1. “El principio de incertidumbre” dado por Heisenberg – “La posición y el momento de una partícula no pueden medirse simultáneamente con alta precisión”.
Esto básicamente dice que si mides el momento (que es masa x velocidad) con cierta precisión, digamos ∆p, entonces hay un límite a la precisión con la que puedes medir su posición, digamos ∆x, que viene dado por ∆x> h / ∆p, donde “h” se llama tablones constantes y su valor es 6.62 x 10 ^ -34 (espero que entienda cuán pequeño es el número y por qué somos tan afortunados de que sea pequeño, este usted lo entenderé en un momento) Lo mismo es cierto al revés también, si mide la posición con cierta precisión, entonces hay un límite para la precisión del momento.

2. dualidad onda-partícula y la hipótesis de DeBroglie. – “Cada partícula puede tratarse como una onda con una longitud de onda específica dada por h / p, donde h es la constante de planck y p es el momento”. A medida que avanza hacia abajo en tamaño a dimensiones atómicas, ya no es válido considerar una partícula como una esfera dura, porque cuanto más pequeña es la dimensión, más ondulada se vuelve. Por lo tanto, el electrón puede considerarse como una onda con una longitud de onda y energía específicas.

Ahora hagamos algunos cálculos usando estos dos principios. Podemos suponer que el tamaño atómico es ~ 0.4nm y el tamaño del núcleo es 1 / 20,000 del tamaño atómico. Supongamos por un momento que se supone que el electrón va dentro del núcleo donde están todos los protones, por lo que podemos decir que nuestra precisión para la posición del electrón será:

∆x = 0.4nm / 20,000 (ya que está dentro del núcleo y sabemos el tamaño del núcleo)
Eso significa que según el principio de incertidumbre, ∆p> h / ∆x resulta ser> 3.3 x 10 ^ -20 kg.m / s, lo que significa que el límite de precisión para el momento es este valor y podemos decir que el momento mínimo este electrón puede tener esto es mucho.
Debe haber leído en física newtoniana que E = (p ^ 2) / 2m, que en este caso será 3.7 GeV.

Entonces, la energía mínima del electrón, si está dentro del núcleo, será 3.7 GeV, que es 3.7 x 10 ^ 9 eV, esta es una energía enorme, esto es mucho más que las energías de los procesos nucleares, el núcleo no puede confinar un electrón con tanta energía. También puedes imaginarlo así, si la energía potencial gravitacional de la Tierra es x, y le damos a nuestro cohete energía 1000x, volará hacia el espacio. Entonces el electrón volará fuera del núcleo, lo que contradirá nuestra suposición.
Por lo tanto, ∆x debe ser justo para que el electrón pueda tener la cantidad justa de energía y no puede ser solo del tamaño del núcleo.

Esto sucede con los electrones, no con los protones, porque la masa del electrón es muy inferior a la del protón. Y si ponemos la masa del protón en la ecuación de incertidumbre, el límite de precisión para la energía del protón es el correcto (cercano a 2MeV). Si digamos que la constante de Planck fue mucho más alta de lo que es, estos fenómenos serían observables a simple vista, y gracias a Dios no lo es.

Espero que esto les brinde alguna idea sobre la rareza de todo esto y cómo esta rareza hace que nuestro átomo y, junto con todo, la física, la química y lo que percibimos como cosas que tienen sentido común sean “estables”.

Has hecho una pregunta que los físicos comenzaron a hacer hace más de un siglo: ¿por qué los átomos no actúan de la misma manera que las masas de átomos? Las masas de átomos actúan según lo predicho por la relatividad / Modelo estándar, pero, dentro / dentro del átomo, no lo hacen.

Ese fue el comienzo de la mecánica cuántica: la naturaleza de lo que sucede dentro de los átomos. Los pioneros de la mecánica cuántica fueron James Clerk Maxwell, Max Planck, Niels Bohr y Albert Einstein, entre otros contribuyentes importantes. Puede leer sobre mecánica cuántica en Wiki.

Si bien se entendió el electromagnetismo y la gravedad, observaron que había otras dos fuerzas que afectan a los átomos, y pudieron cuantificar las observaciones como las fuerzas nucleares fuertes y débiles. Combinadas con las fuerzas del electromagnetismo y la gravedad, estas cuatro fuerzas gobiernan la mecánica de atracción y contra-atracción de partículas cuánticas. Es esa combinación de fuerza la que evita que los electrones caigan en el núcleo.

¿Y cómo hacemos eso? Primero, sabemos que los electrones no caen en el núcleo ya que hay materia y existimos (si los electrones cayeran en el núcleo, no habría materia y no existiríamos para discutir la existencia). La observación confirmada por las pruebas muestra las ecuaciones del trabajo de la mecánica cuántica.

Si persigue una educación superior en física y matemáticas, aumentará su capacidad para comprender mejor las fórmulas, eso es lo que han hecho esos pioneros, sus predecesores y seguidores. Y como resultado, hoy tiene una computadora que puede usar WIFI para conectarse a un internet global, un teléfono celular que permite la conexión a ese internet y también hacer comunicaciones a nivel mundial. Usted también puede ser parte de esa comunidad científica que aporta avances tecnológicos.

Si imaginas un núcleo estacionario y un electrón estacionario. Uno podría imaginar que con el electromagnetismo clásico, el electrón y el núcleo se mueven uno hacia el otro. Para evitar este problema, los físicos primero intentaron imaginar un electrón en órbita alrededor del núcleo, al igual que los planetas que orbitan alrededor del sol. el electrón está “cayendo” hacia el núcleo, pero su velocidad es lo suficientemente grande como para orbitar el núcleo en lugar de chocar contra él.

Sin embargo, un objeto que se mueve en un círculo está ‘acelerando’ y la teoría del electromagnetismo predeciría que la partícula irradiaría energía. Sin embargo, si irradiaba energía, debería reducir la velocidad y eventualmente entrar en espiral en el núcleo. En cualquier caso, cada intento de resolver el problema con la física clásica fracasó y, finalmente, se formuló una teoría completamente nueva llamada mecánica cuántica para describir los estados atómicos y la estabilidad de los mismos.

La principal diferencia en esta teoría de la física clásica fue que a escalas lo suficientemente pequeñas, la física ya no es continua. Cosas como los electrones no pueden tener todas las energías posibles desde 0 hasta el infinito. Solo podían tener un conjunto restringido de energías. Es principalmente este hecho clave el que permite una teoría atómica estable.

El átomo es un sistema mecánico cuántico. Probablemente esté acostumbrado a que el átomo se describa como un sistema solar increíblemente pequeño donde el núcleo es como una estrella y los electrones son como planetas que orbitan alrededor de la estrella. Sin embargo, este no es el caso. La mecánica cuántica es una rama de la física fundamental que es tan compleja y matemáticamente tan complicada que no es inusual que los estudiantes de física en la universidad no reciban una enseñanza completa a menos que vayan a la escuela de posgrado. La mecánica cuántica desafía la experiencia cotidiana. En mecánica cuántica, no puede estar completamente seguro de dónde se encuentra una partícula como un electrón y cuál es su velocidad. Hay un rango de posiciones donde podría estar y un rango de velocidades que podría tener, pero eso es todo lo que puedes saber. Algo más que la mecánica cuántica revela es que el electrón en un átomo solo puede tener ciertas cantidades (es decir, cantidades) de energía. No puede tener ninguna energía entre esas cantidades, y también hay un nivel de energía más bajo por debajo del cual no puede ir. Un electrón en un átomo tiene una energía definida, pero no tiene una posición o velocidad definida. Por lo tanto, no puede caer en el núcleo ya que no tiene, en un sentido convencional, una ubicación desde donde caer y ya que tiene una energía que lo mantiene fuera del núcleo.

Espero que esto ayude. Si estás confundido, no eres el único. Los físicos han estado debatiendo las implicaciones de la mecánica cuántica durante los últimos 90 años. Pregunte si hay algún término aquí que no tenga sentido o si tiene más preguntas sobre mi intento de responder a su pregunta.

Primero, quiero decir GRACIAS por hacer una pregunta como un estudiante de octavo grado. Demuestra que en realidad ESTÁS PENSANDO en las cosas que te están enseñando en la escuela, y mereces mucho crédito por eso, porque no todos los estudiantes lo hacen.

Ahora, quiero señalar algo. Observa que todas las respuestas que recibió indican que el problema NO es simple. Les diré algo que les he estado diciendo a los estudiantes que doy clases durante mucho tiempo:

No siempre se te dice la “verdad” en la escuela. La educación está llena de pequeñas “mentiras” blancas. Matemáticas y ciencias en particular.

Ahora, antes de enfadarse o preocuparse por esto, y acusar a sus maestros de mentirle, y antes de que aparezca un fenómeno del Nuevo Orden Mundial / Illuminati y afirme que esto es una prueba de que el propósito de las escuelas es crear zombis que puedan ‘ No piense creativamente para que sean lo suficientemente dóciles para controlar … Es absolutamente NECESARIO acostarse un poco aquí y no es nefasto de ninguna manera. Dejame explicar.

Nuestra comprensión de la forma en que funciona el universo siempre está cambiando. A medida que aprendemos cosas nuevas, podemos crear herramientas y pruebas que nos permiten aprender más cosas nuevas. Este proceso SIEMPRE ocurre. Estas cosas nuevas con frecuencia involucran conceptos que incluso las personas que trabajan con ellos a diario no entienden completamente, así que imagínese tratando de enseñar estas cosas a estudiantes de primaria, secundaria y preparatoria. Sería imposible, porque hay un nivel de conocimiento requerido para obtener la imagen “completa” que tienen los expertos en el campo.

Por lo tanto, las escuelas tienen que ponerlo al día con todo el conocimiento que ha tenido antes para que pueda comprender dónde estamos actualmente y luego ayudarnos a avanzar más. Obviamente, esto no es algo que se pueda hacer en un solo año escolar. Ocurre más de doce años antes de que te vayas a la universidad, donde continúa otros 4-n (n> = 5) años durante la escuela de pregrado y posgrado, y luego más tiempo después de graduarte. El proceso es DE POR VIDA (aprendizaje permanente). Las escuelas solo pueden enseñarle lo que está preparado, con conocimiento, para comprender.

El modelo de Bohr del átomo, con electrones que circundan el núcleo como planetas alrededor del sol NO ES LO QUE PARECEN LOS ÁTOMOS. Ese fue uno de los puntos de conocimiento en el camino hacia donde estamos ahora, y es útil para enseñar, ya que les da a los estudiantes algo para visualizar la situación de una manera que pueda tener sentido en relación con ALGUNAS de las cosas que sabemos sobre atómica y subatómica. comportamiento. Pero es una “mentira blanca”. Los electrones no vuelan alrededor del núcleo en órbitas circulares agradables. En realidad, ocupan una región del espacio alrededor del núcleo (llamada orbital) en virtud de su energía y ciertas otras propiedades que son de naturaleza mecánica cuántica. Esas regiones del espacio tienen formas particulares que dependen del nivel de energía y las propiedades de la mecánica cuántica. Además, existe la probabilidad de encontrar un electrón en una ubicación particular dentro del orbital. Si pudieras hacer un montón de instantáneas de los electrones en los orbitales y colocarlos uno encima del otro, terminaría pareciendo una densa nube de insectos. Estos orbitales surgen de las propiedades mecánicas cuánticas de los electrones, que aún no conoce, ya que aún no tiene suficiente información para comprenderlo completamente, por lo tanto, la “mentira” sobre el modelo de Bohr.

Aquí está la cosa, sin embargo. Su pregunta se refiere al electrón “que cae en el núcleo”. Lo que descubrirá mucho más tarde, cuando sea el momento apropiado, es que existe la probabilidad de que un electrón esté dentro de su órbita y espacialmente DENTRO del núcleo. La probabilidad es pequeña, pero no es cero. Como se indicó en otras respuestas, es desfavorable, desde el punto de vista de la energía, que esto suceda, y si un electrón fuera realmente capturado por el núcleo, el núcleo se volvería inestable y ocurriría algún proceso de desintegración nuclear para volver a un estado más favorable. . Ese estado puede ser el estado original con el electrón fuera del núcleo, o puede hacer que cambie la composición nuclear del átomo. Pero es totalmente posible que un electrón esté dentro del núcleo.

Sin embargo, para los propósitos de su clase AHORA MISMO, el electrón nunca se encuentra dentro del núcleo. No está permitido porque no hay un nivel de energía que corresponda al electrón que está en el núcleo, y el núcleo se mantiene unido con un “pegamento” tan fuerte que realmente no quiere que los electrones estén ahí para estropear las cosas. Recuerde, sin embargo … mentira piadosa.

Una razón es bastante obvia, ya que es similar a responder esto: si la tierra atrae a la luna, ¿por qué la luna no se estrella en la tierra? La respuesta aquí es que la luna en realidad está cayendo todo el tiempo hacia la Tierra, pero también permanece en movimiento lateral, haciendo que le falte tierra y permanezca en órbita circular.

En un átomo, el razonamiento es similar al anterior, ya que el núcleo atrae al electrón pero el electrón lo orbita, pero hay una diferencia importante: las reglas de la órbita del electrón (o mejor llamada orbital) se rigen por las leyes de la mecánica cuántica. Estas leyes muestran que los electrones son ondas y estas ondas se cancelan entre sí directamente en el núcleo. Esto sucede porque las ondas pueden sumar o restar y la onda del electrón tiene un valor cero en el núcleo. Este dibujo muestra una nube más oscura donde es más probable encontrar el electrón.

La siguiente pregunta es: ¿cómo puede el electrón ser tanto una partícula como una onda? Este es un tema fascinante que vale la pena estudiar física, incluida la mecánica cuántica, pero si quieres la respuesta corta: porque toda la materia es tanto partículas como ondas.

Esa es una muy buena pregunta. La respuesta, para aquellos que creen en la teoría del campo cuántico, es que los electrones no son partículas, son campos. De hecho, su pregunta es una de las razones que doy en mi libro para convertir la mecánica cuántica (una teoría de partículas) a QFT (una teoría de campos). Esto es lo que escribí:

PROBLEMAS CON LAS ÓRBITAS. Una órbita, ya sea la de un electrón alrededor de un núcleo o la luna alrededor de la Tierra, es el resultado de un equilibrio entre la tendencia a seguir moviéndose en línea recta (inercia) y una fuerza atractiva que empuja el objeto hacia adentro (cf Fig. 2-2). En el átomo de Rutherford, la fuerza de atracción es eléctrica, creada por el núcleo cargado positivamente. Esta imagen pronto tuvo dificultades.

Estabilidad El primer problema fue la estabilidad de las órbitas. Según las ecuaciones de Maxwell, un electrón que se mueve en una órbita irradia energía en forma de ondas EM. A medida que pierde energía, se acercará al núcleo, así como una nave espacial en órbita dispara retrocohetes cuando regresa a la Tierra. Vimos un ejemplo gravitatorio de esto en el Capítulo 2, en el que dos estrellas se dispararon hacia adentro debido a la energía perdida por la radiación gravitacional. Por lo tanto, la energía perdida por la radiación EM de un electrón en órbita debería hacer que gire en espiral hacia adentro y finalmente se estrelle contra el núcleo. Pero esto no sucede.

La tierra y el sol se atraen el uno al otro, pero no ves que la tierra cae hacia el sol, ¿verdad? Este no es el problema. El problema es que el electrón lleva carga y es un hecho bien conocido que las partículas cargadas en la aceleración comienzan a emitir luz. Pero si un electrón en órbita alrededor del núcleo sigue emitiendo luz, eso significa que está constantemente perdiendo energía, lo que debería hacer que gire en espiral hacia el núcleo. Pero esto no sucede, de lo contrario toda la materia sería inestable y todo colapsaría en sí mismo. Durante mucho tiempo, la gente no pudo explicar esto.

Pero ahora entendemos por qué. La razón es porque no todo está tan bien definido a nivel atómico. Cuando estudias la tierra en órbita alrededor del sol, sabes que tanto la tierra como el sol tienen una posición y velocidad bien definidas en cada instante de tiempo. Y el sistema evoluciona de acuerdo con algunas leyes fijas. Es muy muy diferente a nivel atómico. El electrón y el núcleo no tienen una posición y velocidad bien definidas en todo momento. Hay momentos en que el electrón adquiere una posición definida, pero ya no está en un estado donde su velocidad está bien definida. Del mismo modo, al igual que su velocidad está bien definida, ya no tiene una posición bien definida. Esta interacción entre una posición mal definida y una velocidad mal definida es lo que evita que el electrón entre en espiral en el núcleo. Pero tenga en cuenta que todavía hay una atracción general entre el electrón y el núcleo, que es lo que limita al electrón a un estado unido (por lo que no puede escapar de la atracción del núcleo), pero la imagen completa de un electrón en órbita alrededor de un núcleo es simplemente equivocado Una órbita asume inherentemente que la posición y la velocidad de la partícula están definidas en todo momento y si el electrón realmente orbitaba el núcleo, no hay forma de explicar por qué no cae en el núcleo. Pero el mundo atómico es mucho más sutil.

Para una analogía, piense en el código binario, específicamente un “bit” de información. Uno está encendido, cero está apagado. No puedes ser más simple que eso. Del mismo modo, un electrón es lo que se conoce como una “partícula fundamental”, lo que significa que es básicamente un “bit” de energía electromagnética. No se puede descomponer en otras partículas. Al ser un poco de energía electromagnética, una de las propiedades de esa energía es que está en movimiento, lo que significa que cada electrón oscila u “ondas” con exactamente la misma frecuencia, como una unidad de energía binaria de “uno”. hipotéticamente hipotéticamente absorbió un electrón, también tendría que absorber sus propiedades de “energía ondulante”, y toda la sacudida adicional simplemente empujaría al electrón nuevamente. Se necesita una presión tremenda para que un protón absorba un electrón oscilante, como la gravedad de una estrella de neutrones.

Porque todas las partículas a escala atómica tienen un comportamiento similar a una partícula y un comportamiento similar a una onda. El comportamiento de onda en un átomo requiere que cualquier onda que usemos para describir las propiedades electrónicas regrese a sí misma después de una rotación perfecta de 360 ​​grados o la onda se cancelará sola. Algo así como tratar de hacer funcionar una cuerda de saltar (una especie de ola estacionaria). Cuando las dos personas que balancean la cuerda no trabajan juntas, no hay “saltar la cuerda”. Solo una línea floja moviéndose. Del mismo modo, las propiedades de onda de los electrones solo funcionan a ciertas “distancias” del núcleo. Cero no es una de esas distancias posibles.