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第一次到貴板,拜 <(_ _)> ;; 如題,請問電子繞行原子的軌道為何有能階 google 了好幾個網頁 只看到一堆圍繞偏題的答案 但還沒讓我服氣 是不是在能階之中的電子會不穩定,放出能量到達另一個穩定呢? ---- 能階 中間 ---- 能階 有那種規定電子不能死抱能量,非得釋出? 因為我學的能量是連續的,而不是整數倍的 所以便難以理解了 還是說,電子軌道有波的特性,不和波共振的高度便不可能穩定? 謝謝 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 61.219.65.16
cpt:你學的能量是連續的觀念 在量子力學之後就被推翻了 04/24 14:16
cpt:電子的特性 不能用牛頓力學去解 要用薛丁格方程去解 04/24 14:17
ericson168:修個量子力學吧~ 04/24 14:27
HuangJC:不行啊,很久沒學數學了,這樣會卡死.. 04/24 14:34
HuangJC:查到一句話,薛丁格方程式其正確性只能靠實驗來檢驗.. 04/24 14:41
我接受原子,電子,光子不可切割的觀念 (有更小的粒子是另一回事,分子我也認為不可切割,因為分開就不再是原來的分子) 但這是粒子的不可切割,不是能量的 如果說,質能可互換,所以不可切割的質量也就造就不可切割的能量 那就這樣吧~~~~ 那座標呢?座標也有不可切割的最小單位嗎? 一些位能,引力,不都是距離的函數嗎? 如果座標是連續而不可切割的 那因座標而計算出的位能不就是連續的嗎? 或者我們生存的自然界,就好像電腦的座標一樣,是一格一格的呢? ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 14:50)
cpt:量子力學基本上是違反人類直覺的 因為人的感官範圍尺度不夠小 04/24 14:47
cpt:套句名言: If you're not completely confused by quantum 04/24 14:48
cpt:mechanics, you do not understand it. (忘記是誰說的了XD) 04/24 14:48
cpt:我建議 如果要討論原子尺度的物理 應該把高中以前的牛頓力學 04/24 14:59
cpt:全部拋棄 不然只會越想越無法理解.. 04/24 15:00
cpt:另外目前所知的空間和時間都是連續的 但兩者無法同時定性 04/24 15:01
cpt:(測不準原理) 04/24 15:01
HuangJC:測不準不是不存在..不過我看完機率幅後..還好啦 04/24 15:12
HuangJC:應該不是說電子只能停在能階上,而是機率比較大 04/24 15:12
HuangJC:http://zh.wikipedia.org/wiki/有限位勢壘 這裏有.. 04/24 15:14
HuangJC:如果能量,座標只能整數倍,那真的只能穿過或彈回了 04/24 15:14
HuangJC:不過其實是機率;然後就談穿隧效應了.. 04/24 15:15
另外,我從不覺得可以拋棄什麼,物理不是這樣;比如相對論修正牛頓定律時 沒讀通就變成 "光速以下一個公式,近光速又另一個公式" 但其實不會呀..可以整合成一個公式,當光速以下時某項接近於 0 也就是說,還是有貫串的真理存在 因此如果量子力學被研究透徹 也應該是它的積分就可以回證牛頓力學 就當牛頓力學是它的一個簡化公式 應該是不會不能理解才對 ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 15:22)
cpt:機率分布是針對粒子的座標而言 粒子能量依然是量子化的 04/24 15:33
cpt:一個系統的能接數量可能是天文數字 讓人感覺能量是連續的 04/24 15:34
cpt:但事實上 電子的能量落在這些能階之外的機率依舊=0 04/24 15:35
xiaoa:一般簡單的解釋是說,電子在軌域中,處在一種"共振"的狀態 04/24 15:35
cpt:有錯請指正 小弟修過近代物理 修完只覺得比原來更不懂了XD 04/24 15:36
xiaoa:在能階以外沒有共振,所以能量無法維持..... 04/24 15:36
cpt:恩 或是說沒共振的波會被自己抵銷 所以機率=0 04/24 15:37
xiaoa:事實上,電子可以在10^-11s(?)內,維持在能階以外的能量狀態 04/24 15:38
我就是想到共振;但我又想到幾個模型,因此無法理解不共振又怎樣 圖解一下,因為畫圓形不容易,我就以極座標表示法把它拉直好了 r=20 (固定高度,充當某能階) --------------------------------------------------------- r=10 (固定的高度,充當某能階) --------------------------------------------------------- r=0 (圓心,也就是原子核) --------------------------------------------------------- x=0 x=2*PI(徑度一圈了) 如上,就是圓心,和兩個能階高度 電子是怎麼運行的呢? 因為波粒二象性,我想電子是波..但不知是縱波還是橫波,還是疏密波 那不重要,總之一樣用 sin 波來表示 y=5*sin(th)+10 ;th=徑度 這樣可以代表電子路徑 如果共振,表示當電子繞一圈回原點(th=0)時,高度不變 如果不共振呢,表示它好像示波器沒調好時看到那樣,一直跑 一直跑會怎樣嗎?看得眼花瞭亂所以掉下來?? XD 又或許這時必需細究不同角度時的核內引力差 不共振真的就無法穩定 (電子和原子核除了公轉關係,怕不也有自轉關係) ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 15:58)
nidor:我記得有人證明過量子力學在大尺度下會收斂到古典力學行為。 04/24 16:05
nidor:另外,好像滿多人認為時間與空間在極小尺寸下都是非連續的。 04/24 16:07
xiaoa:不共振就會掉向核囉 04/24 16:11
HuangJC:不共振如果不會放出能量,又怎麼會掉向核.. 04/24 16:12
xiaoa:為什麼不會放出能量? 04/24 16:14
HuangJC:掉向核就是放出位能,也因此必需增加動能,當然電子往下掉就 04/24 16:16
HuangJC:是加速(原子核也沒大氣層給它減速燃燒),但原子核相對於軌 04/24 16:17
HuangJC:道很小,可能衝過頭變成開始減速,增加位能;這就叫共振? 04/24 16:18
HuangJC:如果是這個模型,看起來就有點像原子做的彈簧一樣~ 04/24 16:18
HuangJC:但即使不共振,我剛畫不好的圖是想說,那個軌道會一直轉, 04/24 16:19
xiaoa:其實這問題....不如直接問: 電子和什麼共振? 04/24 16:20
HuangJC:一直轉就一直轉嘛,我不覺得必需放出能量;除非這樣的轉動會 04/24 16:20
HuangJC:造成和外界的干涉 04/24 16:20
HuangJC:該不會是和自己的自轉共振? 好像公轉一圈,自轉三圈? 04/24 16:22
所謂共振泛指一種場或量是有方向性,有相角的,在適當時機補充能量 比如盪秋千時,如果推的力和我盪的速度不在共振頻率 當我盪回時反而推,那會兩力相消 當我盪出時推,兩力相加,則源源不絕 電子在放出能量後如果可以適時補充能量,那就可以談共振 如果我們談動能,放出動能電子會減慢速度 而補充動能時是有方向性沒錯;不能光是推而已 會不會是放出的動能以一種射線的方式射出 而共振時,很恰好的這射線又被原電子'吃'回 又或者多電子的原子,可以互相交換動能,你丟我撿 :) 但在單電子模型裏,我就很難想像單一電子丟出的射線還怎麼追得回來 除非是分子模型,兩個原子互相交換.. 換言之,氫原子無法單獨存在? ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 16:34)
xiaoa:有一種說法是電子自己共振(機率說). 我認為是波和軌域共振 04/24 16:32
xiaoa:入門的說法是軌域是電子到核的距離,波有波長 04/24 16:36
xiaoa:距離 = n倍波長,即發生共振 04/24 16:36
xiaoa:與其說是共振,不如叫駐波.這樣比較容易明白嗎? 04/24 16:39
HuangJC:電子到核的距離不懂;但駐波就很像我剛才的模型,當電子回到 04/24 16:43
HuangJC:原角度時,是否在原高度;也就是做長曝光會看到乾淨軌道 04/24 16:44
HuangJC:如果沒有乾淨軌道,就好像示波器看到波一直跑的樣子 04/24 16:44
xiaoa:當電子回到原角度時,是否在原高度? 完全沒有這個必要.你看到 04/24 16:57
xiaoa:的表達方式只是為了方便... 04/24 16:57
xiaoa:你的問題追根究底,是:物質波到底是什麼? 它怎麼表現? 04/24 16:58
xiaoa:這問題,應該還沒有明確的答案. 我們只知道它應該是縱波 04/24 16:59
HuangJC:嗯..剛有提到可能是疏密波,那就和高度無關;但我另一個模型 04/24 17:00
HuangJC:是電子會掉入核,動能增加時又衝過頭,變成原子做的彈簧,這 04/24 17:01
HuangJC:種模型,電子的動能和位能是不斷交換的,就有高度問題 04/24 17:01
HuangJC:但如果原子尺寸內波粒二象性很明顯,我也可以說電子不是一 04/24 17:02
HuangJC:粒'東西',而是一團'能量雲'(以電子可被切至夸克之類想像) 04/24 17:02
HuangJC:你可以說它是能量,也可以巨觀說它是物質;它不是變,而是微 04/24 17:03
HuangJC:觀時明確看到兩種特性;甚至說電子拉成長條型趴在軌道上也 04/24 17:04
HuangJC:可以(像呼拉圈),因為它太小,已經測不準,沒人看過了,只有統 04/24 17:04
HuangJC:計數據而沒有精確數據,統計時比如星球有質心,但星球又不是 04/24 17:05
HuangJC:凝結在一點上的;也就是說統計本來就是'能算出相同答案'的 04/24 17:05
HuangJC:假設,但它未必是事實;反正沒人看得清..這樣假設就有趣了 04/24 17:06
HuangJC:然後我可以假設統計就是會把電子算成'總是在能階上' 04/24 17:08
HuangJC:因為在能階上可以共振,統計數字才可以收斂.. 04/24 17:09
HuangJC:另一個假設是電子射出能量波,但也接收別的射入能量波 04/24 17:10
HuangJC:共振時,能量波的射出及補充會平衡;因此我假設氫原子必成對 04/24 17:10
xiaoa:痾..我可能表達的不對.應該說,我們沒發現物質波是橫波的證據 04/24 17:11
HuangJC:無法單獨存在,這互相交換能量的電子可以形成分子的鍵.. 04/24 17:11
HuangJC:而這假設很恰好的被支持了,H 的確不存在,是存在 H2 04/24 17:12
xiaoa:H1是存在的.bohr的H原子理論就是H1存在 04/24 17:15
HuangJC:我們說回測不準;位置和速度無法同時測準,那至少告訴我,電 04/24 17:16
xiaoa:對於物質波,更準確來說,我們目前無法定義它是縱波或橫波 04/24 17:16
HuangJC:子的形狀被測出來沒?半徑多少?會不會像飛盤中間凹陷? 04/24 17:16
HuangJC:或者像蝌蚪拖著一條尾巴? 04/24 17:17
HuangJC:我所謂的不存在是指它不穩定;如果我另一個'對射能量'的模 04/24 17:18
HuangJC:型對了,那麼單一氫原子,它的電子能量就很難補充.. 04/24 17:18
為什麼我看到桌上有蘋果? 會不會是我看時它在,我不看時它不在? 電子這個物質,又會不會根本不是圓形 或者它也是一種統計的存在 但它一直跑來跑去 (就一堆找到的資料,翻譯的句子是這樣) 而如果它是統計的存在,它本來就泛存於各高度上 只是在能階高度比較常存在 但..又為什麼在能階高度上較常存在? 我想到氣體模型裏的分子 其實分子的運動方向是任意的 但把機率路徑積分,就好像分子從濃度高向濃度低流 其實分子可沒這樣挑.. 會不會能階高度是我們的數學式裏比較容易凝結的'質心' 因為我們把波長放進去了 但其實電子可沒這樣挑.. ※ 編輯: HuangJC 來自: 61.219.65.16 (04/24 17:26)
xiaoa:我想,你扯遠了....從電子能發揮的庫倫力,它可視為是球體 04/24 17:19
xiaoa:電子是確實能單獨在軌域內共振的. 如果要說是射出及補充平衡 04/24 17:22
cpt:想不到離開一下就多這麼長串推文 XD 事實上量子力學到最後 04/24 17:22
cpt:的確是把電子(甚至所有粒子)以場(field)來描述 04/24 17:22
xiaoa:那10^10個原子都不夠 04/24 17:22
cpt:一個系統內, 可以計算該場在所有座標中的振幅和相位 04/24 17:23
cpt:沒有達到形成駐波條件的區域 場就會自我抵銷 04/24 17:24
cpt:而某些系統的邊界條件的確可以解出電子出現在原子核內的解 04/24 17:25
HuangJC:如果電子及射出的能量波是有半徑的,那射出及補充的確比星 04/24 17:29
HuangJC:球對撞還難;但如果是場域,那麼慧星的引力也會影響地球,不 04/24 17:30
HuangJC:算很難;那是不是電子自己的場域影響自己.. 04/24 17:30
HuangJC:看來像,c 兄講的就好像電子變呼拉圈一樣了..因為有'場' 04/24 17:32
HuangJC:如果電子是船,圍著日月潭中心的光華島繞圈圈,那場就是石頭 04/24 17:32
HuangJC:打錯(我本來用石頭);場是船在運行時於湖面激起的水花 04/24 17:33
HuangJC:只要這水花無法和船的繞圈共振,船就會自己被阻力停下來.. 04/24 17:34
HuangJC:如果水花和船共振,船付出動能給水花,水花又會推船 XD 04/24 17:34
HuangJC:就變成圓型軌道的能量不滅了~ (實在太科科了) 04/24 17:35
HuangJC:那我也可以想像,當電子失去能量時,掉一格能階;而失去的能 04/24 17:37
HuangJC:量應該是以場域的型式向外發送.. 04/24 17:37
xiaoa:所以電子是船還是水花= =? orz 04/24 18:26
HuangJC:照我這形容,電子是船.. 04/24 18:34
HuangJC:但其實場域搞不好也是電子的一部份,不如形容成新娘的長裙. 04/24 18:35
HuangJC:如果不共振,新娘就被自己的裙跘倒 XD 04/24 18:35
HuangJC:然後電子就會嬌喘一聲,倒入原子核的懷中了~ 04/24 18:40
tomichy:我覺得這個問題答案是 造物者的奧妙設計 04/24 19:58
joe7078:好精采@@" 04/25 03:20
sneak: (測不準原理) http://yofuk.com 01/06 23:34