Логин:   Пароль:  

Соцсети





Международная группа ученых создала такие условия для электрона, при которых его поведение стало подчиняться фундаментальным законам классической механики. В результате на примере атома калия была получена точная модель взаимодействия Юпитера
Автор:
Написал: Amro Дата: 20-Фев-2012
Международная группа ученых создала такие условия для электрона, при которых его поведение стало подчиняться фундаментальным законам классической механики. В результате на примере атома калия была получена точная модель взаимодействия Юпитера со своими троянскими астероидами. Также в некотором роде была подтверждена справедливость старой гипотезы Нильса Бора.


Еще в начале XX века Эрнст Резерфорд предложил свою модель устройства атома. Согласно представлениям знаменитого ученого, природа устройства атома весьма похожа на строение планетной системы. Учение сводится к тому, что в центре атома находится ядро, которое в модели устройства планетной системы аналогично звезде. Вокруг орбиты атома по строгим траекториям вращаются электроны. Точно также и планеты вращаются вокруг звезды по стандартным орбитам. Из гипотезы Резерфорда следовал вывод, что понять и изучить модель поведения планетных систем можно на примере любого атома. Такой метод изучения гораздо проще с точки зрения рациональности - ведь не требуются мощные телескопы.

К сожалению, вместе с развитием науки в целом, и физики в частности, пришлось отказаться от применения теории Резерфорда. Это объясняется массой выявленных впоследствии противоречий. В соответствии с понятиями классической электродинамики, электрон, вращаясь с центростремительным ускорением вокруг ядра, должен излучать электромагнитные волны, то есть терять энергию. В результате электрон бы потерял энергию полностью и просто упал бы на ядро. При этом промежуток времени, за который электрон полностью теряет свою энергию, составил бы всего сотые доли секунды.

Позже ученым стало известно, что движение электрона вокруг ядра не происходит в соответствии с законами классической механики. В результате была создана новая область знаний - квантовая механика. Учения квантовой механики имеют большое значение в развитии современной физики, поскольку дают множество ответов на ранее не отвеченные вопросы. Теперь достоверно известно и подтверждено, что электроны свою энергию не теряют. Также и траектория их движения характеризуется крайней неопределенностью, поэтому можно только говорить о вероятности появления электрона в том или ином месте околоядерного пространства в заданное время.

Сегодня поведение электронов принято описывать с точки зрения их волновой функции, квадрат модуля которой определяет плотность вероятности появления элементарной частицы в конкретной точке в заданный промежуток времени. Говоря иными словами, электрон просто "размазывается" вокруг ядра. Поэтому невозможно точно определить местоположение электрона в интересуемый отрезок времени - можно лишь говорить о вероятности появления частицы в том или ином месте.

Сделать поведение электронов предсказуемым теоритически возможно. Для этого необходимо каким-то образом коллапсировать волновую функцию электрона, после чего частица будет вести себя как локализованный объект, или точка. Коллапсировать волновую функцию электрона при этом следует таким образом, чтобы электрон вместе с ядром не разрушились.

Таким образом, совместными усилиями ученых университета Райса (США), Венского технологического университета и американской национальной лаборатории Окриджа удалось провести эксперимент с использованием атома калия. Сначала частица была переведена в состояние, подобное состоянию атома Ридберга, то есть такое состояние, при котором внешний электрон атома находится в сверхвозбужденном состоянии. Такое состояние достигается, чаще всего, путем воздействия на отдельный атом резонансным лазерным излучением или созданием радиочастотного разряда. В описываемом эксперименте ученые применили первый способ.

В ходе опытов волновая функция атома калия была коллапсирована, после чего изображение электрона атома на снимках стало похоже на "запятую". Однако был выявлен один существенный недостаток: при воздействии на атом лазерного излучения частица полностью разрушалась. В этом случае ученые дополнительно воздействовали на атом вращающимся радиочастотным электрическим полем, после чего был достигнут требуемый эффект - электрическое поле воздействовало на электрон и заставило его синхронно двигаться вокруг ядра. В этот же момент воздействие на систему другого электрического импульса позволило мгновенно получить изображение испытуемого атома Ридберга.

После анализа десятков тысяч полученных снимков физики установили, к своему великому удивлению, что локализованный электрон атома калия имел такое же поведение, как и троянские спутники Юпитера.

Стоит отметить, что так называемые троянские спутники представляют собой особые небесные тела, которые находятся в пределах точек Лагранжа L4 и L5 в орбитальном резонансе 1:1 в любых планетных системах. Например, у Юпитера количество подобных троянских спутников порядка 4 тысяч.

Таким образом, теория Нильса Бора была в какой-то степени доказана современными учеными, которые выдвинули предположение, что при определенных условиях модель микромира очень схожа с моделью макромира, в особенности касательно строения и механизма взаимодействия различных тел планетных систем.



Похожие страницы :

Комментарии: (3) Рейтинг:
1.   Разместил anatolij   2013-08-13 15:57  

Удивительный экспиримент призидента РАН ВЕ Фортова на МКС с пылевой плазмой, является наглядным подтверждением всего выше сказанного.

2.   Разместил Geopers94   2013-09-06 15:34  

А где же картинки к статье?Где сама модель?

3.   Разместил nookosmizm   2015-11-25 23:59  

Из чего состоят элементарные частицы? Откуда у протона берётся "+", а у электрона "-".
В атомах нет никаких элементарных частиц, т.к. атом - это вращающиеся ЭМВ внутри магнитной сферы, созданной самими ЭмВ.

2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.044 секунды