ความเป็นไปได้ที่จะอยู่ภายในนิวเคลียสสำหรับอิเล็กตรอนตามหลักการความไม่แน่นอน
ปัญหาทางวิชาการ: ตามหลักการความไม่แน่นอนแสดงว่าอิเล็กตรอนไม่สามารถอยู่ในนิวเคลียสได้
นั่นเป็นปัญหาทั่วไปแน่นอน อย่างไรก็ตามเรารู้ว่าความไม่แน่นอนของตำแหน่งในกรณีนี้ต้องไม่เกิน$2 \times 10^{-14}$ ม.
ตอนนี้ $\triangle x$ และ $\triangle p$ คือความไม่แน่นอนของตำแหน่งและโมเมนตัมตามลำดับ $$\triangle x \times \triangle p = \frac {\hbar}{2}$$ $$\implies \triangle p = 2.64 \times 10^{-21} kg m s^{-1}$$
ด้วยประการฉะนี้ $ K_e = \frac {p^2}{2m} = 3.8295 \times 10^{-12} J = 23.93 MeV$
แต่ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าพลังงานของอิเล็กตรอนไม่สามารถมากกว่า $4 MeV$. ทันใดนั้นฉันก็สงสัยในประสิทธิภาพของ 'หลักการไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก'
สถานะพื้นของระบบกลไกเชิงควอนตัมคือสถานะที่มีพลังงานต่ำที่สุด ตอนนี้ฉันจะไม่พูดถึงสภาวะตื่นเต้นใด ๆ
แต่จะมีความเป็นไปได้หรือไม่เช่นอิเล็กตรอนตกลงไปในนิวเคลียสผ่านทางอุโมงค์ควอนตัมโดยการแผ่รังสีพลังงานจากวงโคจรที่หยุดนิ่งและเมื่อเราสังเกตสิ่งนี้เราจะเห็นเหตุการณ์ 'Wavefunction Collapse'
บางทีนั่นอาจเป็นความเข้าใจผิดของฉันเกี่ยวกับเรื่องนี้ในขณะที่การขุดอุโมงค์ควอนตัมเป็นไปได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้นและฉันไม่รู้ด้วยซ้ำว่า 'Quantum Tunneling' อนุญาตให้ใช้พลังงานดังกล่าวหรือไม่
คำตอบ
อิเล็กตรอนในอะตอมจะ“ เข้าสู่” นิวเคลียส ไม่จำเป็นต้องให้มันฉายแสงก่อน ในความเป็นจริงอิเล็กตรอนใน$s$ ตัวอย่างเช่นออร์บิทัลมีฟังก์ชันคลื่นที่ "สูงสุด" ที่นิวเคลียส ("ศูนย์กลางของอะตอม" - แต่สังเกตว่าควอนตัมเชิงกล $r=0$ ความน่าจะเป็นไม่เท่ากับหนึ่ง)
อิเล็กตรอนไม่ใช่อนุภาคที่สามารถ“ ตก” เข้าไปในนิวเคลียส แต่มีฟังก์ชันคลื่นเชิงปริมาณที่กระจายออกไปในอวกาศ
สถานะของอิเล็กตรอนทั้งหมดทับซ้อนกับนิวเคลียสดังนั้นแนวคิดของอิเล็กตรอนที่ "ตกลงไป" ในนิวเคลียสจึงไม่สมเหตุสมผล อิเล็กตรอนอยู่ในนิวเคลียสบางส่วนเสมอ
หากคุณตั้งคำถามว่า "ทำไมอิเล็กตรอนถึงไม่สามารถแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในนิวเคลียสได้" แล้วคำตอบก็คือใช่ อิเล็กตรอนสามารถถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในนิวเคลียส แต่ต้องใช้ปฏิสัมพันธ์เพื่อให้มันเกิดขึ้น
กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักกันจับอิเล็กตรอน ในการจับอิเล็กตรอนอิเล็กตรอนจะถูกดูดซับโดยโปรตอนในนิวเคลียสทำให้โปรตอนกลายเป็นนิวตรอน
อิเล็กตรอนทำปฏิกิริยากับโปรตอนและถูกดูดซึมไปยังจุดหนึ่งในนิวเคลียสและหายไป (“ ยุบ” เพื่อใช้คำของคุณ) พร้อมกับการปล่อยอิเล็กตรอนของนิวตริโน
โปรดทราบว่ากระบวนการนี้ไม่ใช่สิ่งที่เกิดขึ้นกับอะตอมส่วนใหญ่ อิเล็กตรอนจะทำปฏิกิริยากับโปรตอนในนิวเคลียสโดยการจับอิเล็กตรอนหากมีโปรตอนในนิวเคลียสมากเกินไป เมื่อมีโปรตอนมากเกินไปโปรตอนชั้นนอกบางส่วนจะถูกผูกมัดอย่างหลวม ๆ และมีอิสระที่จะทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนมากขึ้น