¿Por qué los electrones no usan la energía que absorben de otras maneras, aparte de alejarse de su núcleo?

Creo que esta es una gran pregunta y J. Engel hizo un gran trabajo respondiendo. Para la gloria eterna de Josh en todas partes, agregaré mi propia versión.

Imagina que golpeas una pelota de golf muy fuerte. Vuela en la dirección en que lo golpeaste, ¿verdad? También vibra un poco cuando lo golpeas, pero eso es difícil de notar. Ahora imagina que lo golpeas mucho más fuerte. Como si tu club estuviera saliendo a 10,000 mph cuando era la pelota; No va a volar, va a explotar. Awesomeness. Así es como te pruebas a ti mismo que la pelota de golf tiene “grados de libertad” adicionales, los excitas hasta que su comportamiento domina (es decir, la pelota vibra tan fuerte que se desmorona).

Lo creas o no, la gente ha estado buscando electrones para hacer esto (vibrar internamente) durante años. Por supuesto, muchas teorías dicen que no sucederá, pero algunas lo hacen. El electrón es lo mismo que la pelota de golf; Si quieres ver grados adicionales de libertad, tienes que golpearlo duro. Es por eso que es difícil demostrar que los electrones no tienen alguna estructura interna; ¡siempre podría estar a una energía “solo un poco” más alta que nuestro mejor acelerador actual!

Los electrones son cosas muy simples. Eso es lo que los convierte en partículas fundamentales. La función de onda de un electrón tiene posición e impulso, y eso es todo. El resto masa, giro y carga son fijos; No pueden cambiar. Y un cambio en su posición no (por sí mismo) cambia su energía.

No pueden hacer nada más con la energía porque no tienen otro lugar para ponerla. Si absorbe un fotón, aumentar su impulso (y, por lo tanto, su energía) es su única opción. Si está dentro de un átomo, eso significa que adquiere un orbital diferente. (No necesariamente “alejarse”, ya que no es realmente como un planeta moviéndose a una órbita más, pero su distancia promedio del átomo aumentará).

Como solo soy un entusiasta en el campo, solo explicaré la forma en que tenía sentido para mí.

La manera más simple de explicar esto es usar la fórmula completa de Einstein para la relatividad.

Cuando agrega energía a un electrón, no puede ganar masa y la velocidad de la luz también es constante, por lo que su impulso tiene que aumentar.

A diferencia del electrón, si ganamos energía, digamos, comiendo 50 barras de Snickers, engordamos (ganamos masa), nos calentamos y recibimos una fiebre del azúcar (mayor impulso). Como nuestra gente describió tan bien, un electrón es una estructura simple sin “dinámicas internas”, por lo que no se calienta, agrieta, vibra ni brilla. Desafortunadamente, tampoco explotarán, al menos hasta donde sabemos, por lo que simplemente corre dentro de la casa, nunca sale porque su padre, el campo electromagnético, fue lo suficientemente inteligente como para cerrar la puerta.

La imagen fue tomada del canal Minute Physics en YouTube. Asegúrese de revisarlo. ¡Ah, y si dije algo estúpido, por favor, infórmame!

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