불확실성 원리에 따른 전자의 핵 내에 머무를 가능성
학문적 문제 : 불확실성 원리에 따르면 전자가 핵 안에 머물 수 없다는 것을 보여줍니다.
그것은 참으로 일반적인 문제입니다. 어쨌든, 우리는이 경우 위치의 불확실성이 초과 할 수 없다는 것을 알고 있습니다.$2 \times 10^{-14}$ 미디엄.
지금, $\triangle x$ 과 $\triangle p$ 위치와 모멘텀의 불확실성, $$\triangle x \times \triangle p = \frac {\hbar}{2}$$ $$\implies \triangle p = 2.64 \times 10^{-21} kg m s^{-1}$$
그러므로, $ K_e = \frac {p^2}{2m} = 3.8295 \times 10^{-12} J = 23.93 MeV$
그러나 실험 결과에 따르면 전자의 에너지는 $4 MeV$. 갑자기 '하이젠 베르크의 불확실성 원리'의 효과에 의문이 생겼습니다.
양자 기계 시스템의 바닥 상태는 최저 에너지 상태입니다. 이제 흥분 상태에 대해 이야기하지 않겠습니다.
그러나 전자가 고정 궤도에서 에너지를 방출하여 양자 터널링을 통해 핵으로 떨어질 가능성이 있는가? 그런 것을 관찰 할 때 '파동 함수 붕괴'사건을 보게 될까요?
아마도 그것은 양자 터널링이 짧은 시간 동안 만 가능하고 '양자 터널링'이 그러한 에너지를 허용하는지 여부조차 모르겠지만 주제에 대한 나의 오해 일 것입니다.
답변
원자의 전자는 핵으로“들어가”게됩니다. 먼저 방사 할 필요가 없습니다. 사실, 전자는$s$ 예를 들어, 궤도는 핵 ( "원자의 중심")에서 "최대"인 파동 함수를 가지고 있습니다. 그러나 양자는 기계적으로 정확히 $r=0$ 확률은 1과 같지 않습니다).
전자는 핵으로 "떨어질"수있는 입자가 아니라 공간에 퍼져있는 양자화 된 파동 함수를 가지고 있습니다.
모든 전자 상태는 핵과 겹치기 때문에 전자가 핵으로 "떨어지는"개념은 의미가 없습니다. 전자는 항상 부분적으로 핵에 있습니다.
귀하의 질문에 "왜 전자가 핵에 국한 될 수 없습니까?"를 의미했다면 대답은 여전히 그렇습니다. 전자는 핵에 국한 될 수 있지만이를 위해서는 상호 작용이 필요합니다.
이 과정을 전자 포획이라고 합니다. 전자 포획에서 전자는 핵의 양성자에 흡수되어 양성자를 중성자로 만듭니다.
전자는 양성자와 상호 작용하여 핵의 한 지점까지 흡수되고 전자 중성미자의 방출과 함께 사라집니다 (당신의 용어를 사용하기 위해 "붕괴").
이 과정은 대부분의 원자에서 일어나는 일이 아닙니다. 전자는 핵에 양성자가 너무 많은 경우 전자 포획을 통해 핵의 양성자와 만 상호 작용합니다. 양성자가 너무 많으면 외부 양성자 중 일부는 느슨하게 결합되어 전자와 더 자유롭게 반응합니다.