Usando los modelos de Bohr, Schroedinger o Dirac, obtienes una descripción de las distribuciones de carga oscilante y, a partir de ahí, la predicción del espectro proviene exclusivamente de Maxwell. Esa es la respuesta corta, pero tal vez eso no es lo que querías decir.
“¿Los modelos de Bohr, Schroedinger y Dirac son consistentes con las ecuaciones de Maxwell?” Sí, pero a menudo se afirma que el modelo de Rutherford-Bohr es inconsistente con las ecuaciones de Maxwell porque las ecuaciones de Maxwell y nuestra experiencia con los electrones libres predicen que el electrón se acelera alrededor de el núcleo debe irradiar toda su energía y chocar contra el núcleo, pero esto no es del todo cierto porque un núcleo en movimiento podría estar intercambiando dicha radiación con el electrón en un ballet en estado estacionario, haciendo que el modelo de Bohr sea consistente con las ecuaciones de Maxwell.
” Pero, ¿no tenemos que usar el concepto cuántico de un fotón para describir la discreción del espectro del hidrógeno, y no es tan inconsistente con las ecuaciones de Maxwell?” Bohr no creía en los fotones porque pensaba que la discreción del espectro era una propiedad del sistema que emitía la luz, no de la luz misma. La creencia en los fotones de Einstein es una cuestión filosófica.
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“¿No tenemos que pensar en los electrones como una nube de probabilidades, como en los modelos de Schroedinger y Dirac, y esos modelos no son inconsistentes con las ecuaciones de Maxwell?” La forma en que piensas en un electrón es en gran medida una cuestión filosófica y nadie ha demostrado una inconsistencia con las ecuaciones de Maxwell en un átomo de hidrógeno.
“¿Qué pasa con el cambio de Lamb?” Es un pequeño cambio de energía del electrón que no está predicho por los modelos de Bohr, Schroedinger o Dirac. Se ha descrito como una fluctuación de punto cero, un Zitterbewegung, un bucle constante de emisión y absorción de fotones virtuales, como la diferencia entre cómo actúa un electrón unido y un electrón libre, y como una perturbación del núcleo causada por el ruido en El vacío cuántico. Es probable que todas estas cosas y los físicos no hayan sido tan buenos en consolidar y simplificar su lenguaje en los últimos 100 años. Las ecuaciones de Maxwell parecen estar enterradas debajo de todos estos idiomas diferentes, sosteniéndolos.
(Hay una línea punteada de color púrpura que representa el desplazamiento de Lamb, como resultado de una oscilación causada por un pequeño ruido externo al sistema).
“ ¿Qué pasa con las correcciones relativistas del movimiento en el átomo?” Eso solo se relaciona con los casos en que los modelos de Bohr y Schroedinger fallan y las obras de Dirac. El modelo de Bohr funciona muy bien para el hidrógeno porque no tiene electrones relativistas que se muevan tan rápido como en los elementos más grandes y, en cualquier caso, la relatividad especial ya está incorporada en las ecuaciones de Maxwell: cuando experimentamos un campo magnético, experimentamos Una distorsión relativista del espacio. Las ecuaciones de Maxwell parecen fallar en el loco mundo de la física de alta energía donde las partículas aparecen y desaparecen en el aire y los rayos de rayos gamma se dispersan unos de otros en lugar de superponerse, pero esto podría deberse a que la teoría del campo cuántico es una descripción simplificadora del comportamiento de procesos electromagnéticos que son consistentes con las ecuaciones de Maxwell en el espacio-tiempo curvo pero que son demasiado complicados para tratarlos analíticamente.
