شکل یک الکترون چیست؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

شکل یک الکترون چیست؟

پست توسط rohamavation »

بسته به نحوه تعریف "شکل" ، یک الکترون یا هیچ شکلی ندارد ، یا یک الکترون می تواند شکل موج های مختلفی به خود بگیرد. شکل یک الکترون هیچ گاه از نظر استاتیک مانند یک توپ گرد نیست. دلیل این امر این است که یک الکترون یک توپ کوچک جامد نیست ، علیرغم اینکه اغلب در رسانه های محبوب و در متون علمی سطح ابتدایی به این شکل تصویر می شود. بلکه الکترونها اجسام کوانتومی هستند. در کنار تمام اجسام کوانتومی دیگر ، الکترون تا حدی موج و تا حدی ذره است. برای دقت بیشتر ، یک الکترون نه به معنای واقعی کلمه یک موج سنتی است و نه یک ذره سنتی ، بلکه در عوض یک تابع موج احتمالاتی با نوسان کمی است. این تابع موج از جهات خاصی شبیه موج و از جهات دیگر شبیه ذره است.
هنگامی که الکترون به طرق خاصی با اجسام دیگر برخورد می کند (مانند برخوردهای با سرعت بالا) شبیه یک ذره می شود. طبق مدل استاندارد ، وقتی یک الکترون بیشتر شبیه یک ذره است ، هیچ شکلی ندارد. در این زمینه ، فیزیکدانان الکترون را "ذره نقطه ای" می نامند ، بدین معنی که به گونه ای برهم کنش می کند که گویی در یک نقطه واحد از فضا قرار دارد و برای پر کردن حجم سه بعدی پهن نمی شود. اگر مفهوم مقدار ثابت جرم موجود در حجم بی نهایت کوچک یک نقطه را غیر منطقی می دانید ، باید این کار را انجام دهید. اما باید بدانید که الکترون به معنای واقعی کلمه یک توپ جامد نیست. این بدان معناست که جرم الکترون به معنای واقعی کلمه در حجم بی نهایت کوچک فشرده نمی شود. بلکه ، در موارد خاصی که الکترون تا حدودی شبیه یک ذره است ، طوری برهمکنش می کند که گویی کاملاً در یک نقطه قرار گرفته است. بنابراین ، به معنای فعل و انفعالات شبه ذره ، الکترون هیچ شکلی ندارد.
مداری اتم هیدروژن
الکترون متصل به اتم هیدروژن بسته به انرژی اش شکل های متفاوتی به خود می گیرد ، مانند این که در این نمودار ریاضی دقیق از نظر فیزیکی نشان داده شده است. توجه دذ تصویر یک الکترون واحد . هر یک از نقاط سفید یکی از قله های عملکرد موج الکترون است.
توجه داشته باشید که الکترون یک ذره اساسی است. این از هیچ چیز دیگری ساخته نشده است (طبق آزمایشات و نظریه های فعلی ما). همه ذرات بنیادی وقتی مانند ذرات عمل می کنند به صورت نقاط بی شکل با هم تعامل دارند. اما همه اجسام کوانتومی بنیادی نیستند و بنابراین همه اجسام کوانتومی ذرات نقطه ای نیستند. به عنوان مثال ، پروتون اساسی نیست ، بلکه از سه کوارک تشکیل شده است. وجود ذرات در داخل پروتون بدین معناست که پروتون باید پهن شود تا فضای خاصی را پر کرده و شکل خاصی داشته باشد. پروتون یک ذره نقطه ای نیست ، اما در حقیقت یک کره با شعاع 8.8 × 10-16 متر است. (توجه داشته باشید که پروتون به عنوان یک جسم کوانتومی ، یک کره جامد با سطح سخت نیست ، بلکه در واقع یک تابع موج کوانتیزه است که در برخوردهای ذره مانند با یک کره ابر مانند برخورد می کند.) اگر الکترون تشکیل شده باشد از دیگر ذرات ، هنگام تعامل مانند یک ذره ، در واقع می تواند شکل داشته باشد. اما اینطور نیست. الکترون یک ذره نقطه ای است.
وقتی یک الکترون بیشتر شبیه موج رفتار می کند ، می تواند انواع و اقسام اشکال را داشته باشد ، مگر اینکه شکل آن از معادله موج الکترون پیروی کند. معادله موج الکترون و در نتیجه شکل آن ، تابعی از انرژی آن و شکل پتانسیلی است که آن را به دام انداخته است. به عنوان مثال ، هنگامی که یک الکترون به یک اتم هیدروژن ساده متصل می شود ، یک الکترون می تواند مدارهای آشنایی . در حقیقت ، کلمه "مداری" در این زمینه واقعاً به معنای "شکل الکترون هنگام انجام موج محدود شده در اتم" است. هر مداری اتمی به عنوان میانگین ریاضی جایی که الکترون در آن قرار داشته است ، یا پیش بینی میانگین مکانی که ممکن است الکترون باشد ، نیست. هر مداری یک الکترون است که در حالت عملکرد موج کوانتومی پخش شده است.تصویر
عملکرد موج الکترون در لیزر آبشار کوانتومی
الکترون هایی که در چاه های لیزر آبشار کوانتومی به دام افتاده اند ، شکل عملکرد موجی به خود می گیرند که بیشتر شبیه تصور سنتی ما از موج است ، از نظر حالت موج مانند ، یک الکترون در اتم هیدروژن می تواند شکل کره های لایه ای (حالت "s") ، دمبل لایه ای (حالت "p") ، شبدر چهار لایه ای (d) "حالتها") و سایر اشکال در انرژیهای بالاتر. در اتمها و مولکولهای دیگر ، الکترون می تواند حتی شکلهای پیچیده تری به خود بگیرد.
یک الکترون همچنین می تواند توسط اجسام دیگری به غیر از اتم ها به دام افتد. به عنوان مثال ، الکترون هایی که در چاه های بالقوه لیزر آبشار کوانتومی به دام افتاده اند ، شکل هایی به خود می گیرند که بیشتر شبیه امواج سنتی هستند. نمونه ای از عملکرد موج الکترون .I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضاs
تصویر

ارسال پست