¿Los electrones ganan masa cuando saltan a una nube de electrones más cercana?

Tenía una respuesta simplista lista, pero luego me confundí, y ahora creo que mi confusión está justificada. Entonces necesito ayuda también. Aquí está mi enigma:

La masa de un electrón, [matemática] m = \ sqrt {E ^ 2 – p ^ 2} [/ matemática] (estoy usando unidades racionales donde [matemática] c = 1 [/ matemática]) nunca cambia; Es un invariante de Lorentz .

[matemáticas] E = \ gamma m [/ matemáticas] es la energía relativista total.

La energía cinética [matemática] T = E -m = (\ gamma-1) m [/ matemática] aumenta cuando un electrón cae a una órbita más baja (clásicamente, tendría una velocidad orbital más alta).

Si insiste en hablar de la “masa efectiva” [matemática] m_ {eff} \ equiv \ gamma m [/ matemática] (¡lo desaconsejo encarecidamente!), Entonces la masa efectiva del electrón parece aumentar cuando cae a un órbita inferior

Sin embargo

El electrón también tiene una energía potencial electrostática [matemática] V [/ matemática]; pensando clásicamente, cuando un electrón cae a una órbita más baja, gana energía cinética, pero su energía potencial se vuelve más negativa, en una cantidad mayor que el aumento de la energía cinética, por lo que la suma de sus energías cinética y potencial realmente disminuye .

¿Cómo trata la mecánica relativista con la energía potencial?

Al analizar la física nuclear , donde el núcleo suele ser más ligero que la suma de las masas de sus componentes, a menudo me refiero a “la masa efectiva que desaparece en un pozo potencial”. Entonces, obviamente, hay [matemáticas] T [/ matemáticas] más que energía cinética; Pero así es como lo llamamos. ¿Dónde entra [math] V [/ math]?

Alguien por favor ayuda , antes de que tenga que devolver mi doctorado!

Los investigadores miden orbitales electrónicos de moléculas en 3-D

Un problema con la mecánica cuántica que la gente odia es el hecho de que a veces (OK a menudo) en lugar de darnos una respuesta directa, más o menos dice ‘esa no es una buena pregunta’.

De hecho, su pregunta también plantearía algunos problemas en la mecánica clásica porque no puede tratar el electrón como algo separado del sistema en el que se encuentra.

Se considera que un automóvil que sube cuesta arriba tiene energía potencial, pero ese es un pensamiento útil pero descuidado porque si hiciste el mismo análisis y preguntaste sobre la energía de la tierra a medida que el automóvil se mueve hacia arriba, no encuentras una buena manera de asignar la energía potencial, Es la energía del sistema la que aumenta.

Ahora volvamos a tu pregunta. El sistema pierde energía a medida que el electrón se mueve de un nivel superior a uno inferior desocupado.

Entonces, si desea utilizar [matemáticas] E = MC ^ 2 [/ matemáticas] en la energía, difícilmente puede decir que la masa de electrones aumenta a expensas del resto del sistema 🙁

Esta pregunta tiene un problema fundamental con la comprensión de la masa. La masa no se gana ni se pierde por una transición, es la energía que se gana o pierde, la masa permanece constante. Aunque la masa y la energía son equivalentes entre sí, una masa invariante es propiedad intrínseca de la materia y es la cantidad de materia o inercia en una sustancia. No se puede obtener a menos que en procesos donde la radiación se convierta en partículas elementales de masa invariante y energía cinética, como en la producción de pares, etc.

Los electrones ganan energía cuando vuelven a niveles de energía más bajos (E1) de los más altos (E2) en una cantidad de Delta (E) = E2-E1.

Es más correcto hablar no sobre una masa de un electrón sino sobre una masa de sistema combinado, es decir, un átomo en su conjunto. En este caso, se puede usar la noción físicamente correcta M = E_0 / c ^ 2, donde E_0 es la energía de un sistema en el marco donde su centro de masa está en reposo. Entonces uno puede obtener esa masa de un sistema combinado M = m1 + m2-E_bound / c ^ 2, donde m1 y m2 son masas de núcleos (sea masa de protones por simplicidad) y un electrón, mientras que E_bound es un valor absoluto de energía límite, que la masa de un átomo disminuye cuando el electrón baja al estado excitado más bajo o al estado fundamental (el valor absoluto de E_bound es máximo para el estado fundamental). La diferencia de “masa” es eliminada por el fotón, que se emite durante la transición.

No absolutamente no.

La masa de un electrón no puede cambiar; Es una cantidad invariable.

La masa del sistema de átomo de electrones excitado aumentó como consecuencia del aumento en el componente temporal, [matemática] p ^ 0 [/ matemática], del impulso de 4 átomos del átomo.

En el marco del centro de masa, el cambio en la masa atómica es la familiar [matemática] \ Delta m = \ dfrac {\ Delta E} {c ^ 2} [/ matemática].