NIII apua! ja elektoninataan myös!

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Mun pää menee nyt pyörälle ja hajalle. Eli ku toi Newtonin kolmas lakihan on toi voima-ja vastavoima laki, niin esimerkiksi auto joka vetää perässän peräkärryä nii vaikuttaa siihen voimalla F ja peräkärry autoon vastakkaisella voimalla -F. Miks se koko hötskä sit kuitenki liikkuu?

Ja jos joku vielä osaa selittää järkevästi et miks elektronit pysyvät ympyränmuotosella radallaa eivätkä klassisen mekaniikan mukaan lähetä elektromagneettista säteilyä ja menetä energiaa tällöin jolloin se törmäisi lopulta ytimeen. Siis kvanttimekaniikkahan antaa tohon vastauksen, mutta minkä?

Kommentit (10)

Vierailija

Eihän sillä auton(ja kärryn) etenemisnopeudella ole tekemistä kärryn ja auton välisten voimien suhteen, auto vaikuttaa kärryyn voimalla F, ja kärry takaisin tukivoimalla -F, tai muuten ei pysy paikallaan suhteessa autoon. Jos auto sitten liikkuu 10km/h, niin kärry liikkuu myös.

Auton moottori työntää tällöin autoa voimalla Fm. Se on eri voima kuin se auton kärryyn kohdistama F.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
ifos
Mun pää menee nyt pyörälle ja hajalle. Eli ku toi Newtonin kolmas lakihan on toi voima-ja vastavoima laki, niin esimerkiksi auto joka vetää perässän peräkärryä nii vaikuttaa siihen voimalla F ja peräkärry autoon vastakkaisella voimalla -F. Miks se koko hötskä sit kuitenki liikkuu?



Koska maa kohdistaa auton vetopyörien kautta systeemiin kiihdyttävän voiman. Vastaava vastavoima kohdistuu Maahan, mutta massiivisena vastakappaleena mannerlaatat eivät reagoi havaittavasti niin pieniin voimiin.

Ja jos joku vielä osaa selittää järkevästi et miks elektronit pysyvät ympyränmuotosella radallaa eivätkä klassisen mekaniikan mukaan lähetä elektromagneettista säteilyä ja menetä energiaa tällöin jolloin se törmäisi lopulta ytimeen. Siis kvanttimekaniikkahan antaa tohon vastauksen, mutta minkä?

Ei kvanttimekaniikka, tai luonnonteide ylipäätään, voi vastata tuollaisiin miksi-kysymyksiin niin kuin ilmeisesti haluat. Luonnon on vain havaittu noudattavan tiettyjä lainalaisuuksia, joista on sitten väännetty matemaattisia malleja, teorioita. Kvanttimekaniikka kuvaa tietyistä oletuksista lähtien atomin elektroniorbitaalit matemaattisesti, ja monenlaisilla mittauksilla atomien on huomattu todella käyttäytyvän hirvittävän tarkasti juuri niin kuin teoria ennustaa. Mutta ei teoria ota kantaa siihen, miksi luonnonlait ovat juuri sellaiset kuin ne ovat.

Vierailija
Neutroni

Mutta ei teoria ota kantaa siihen, miksi luonnonlait ovat juuri sellaiset kuin ne ovat.

Mutta mikä tämä teoria tässä siis on? Eli miten elektronien pysyminen radallaan on selitetty?

(Yrittäkää auttaa epätoivoista abiturientti valmistautumassa ensi keskiviikon joujou skaboihin )

(Oisko täällä yli-ihmisiä, jotka haluaa arvata mahdollisia tärppejä? )

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
ifos
Mutta mikä tämä teoria tässä siis on? Eli miten elektronien pysyminen radallaan on selitetty?



Kvanttimekaniikkassa hiukkasia kuvataan aaltofunktioilla. Tietyn systeemin aaltofunktio voidaan ratkaista niin sanotusta Schrödingerin yhtälöstä. Se on toisen kertaluvun osittaisdifferentiaaliyhtälö, joka antaa esimerkiksi elektronin mahdolliset tilat tietyssä potentiaalissa. Tarkemmissa laskuissa huomioidaan vielä suhteellisuusteoreettiset korjaukset.

Vetyatomin tapauksessa Schrödingerin yhtälöön voidaan laittaa protonin luoma potentiaali ja laskea elektronitilat siinä. Ratkaisuina saadaan joukko aaltofunktioita, joista jokainen kuvaa tiettyä elektronitilaa. Elektronin esiintymistodennäköisyys tietyssä pisteessä tiettynä aikana on verrannollinen aaltofunktion itseisarvon neliöön. Vetyatomilla saadaan tämännäköisiä tiloja. Nuo eivät siis ole ollenkaan klassisia ratoja, joilla elektroni liikkuu. Elektroni on tavallaan jakautunut laajemmalle alueelle. Mittauksissa se löydetään tietyllä todennäköisyydellä tietystä kohdasta. Esimerkiksi s-elektronit löytyvät äärellisellä todennäköisyydellä ytimestä.

Spinit ja relativistiset efektit tuovat lisämonimutkaisuutta tarkkoihin ratkaiusuihin. Niisen huomoimiseksi on kehitetty approksimatiivisia menentelmiä, häiriöteoria esimerkiksi. Jos elektroneja on useampia, esimsekiksi monimutkaisemmassa atomissa tai kidehilassa, pitää ottaa huomioon niiden keskinäinen vuorovaikutus. Yhtälön ratkaisu menee nopeasti vaikeaksi, ja monen hiukkasen Schrödingerin yhtälöiden ratkaisut vaativat raskasta tietokonelaskentaa. Ne antavat kuitenkin hyvän vastaavyyden esimerkiksi kiinteiden aineiden havaittuihin ominaisuuksiin.

Yrittäkää auttaa epätoivoista abiturientti valmistautumassa ensi keskiviikon joujou skaboihin



Onko lukioissakin nykyään kvanttimekaniikkaa? Vaikea auttaa, kun en yhtään tiedä tasoa. Onko esimerkiksi aaltofunktioden laskeminen yksinkertaisissa potentiaalikuopissa tuttua.

(Oisko täällä yli-ihmisiä, jotka haluaa arvata mahdollisia tärppejä? )

Varmaan pyytävät ratkaista neutraalin hiiliatomin elektronitilat Hartreen ja Fockin menetelmällä.

Vierailija

Ei lukiossa opeteta kvanttimekaniikkaa. Kunhan kerrotaan että sellanen asia kuin kvanttimekaniikka on olemassa. Ainakaan itse en ole törmännyt kvanttimekaniikkaan lukion kursseilla.

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005
Capax
Ei lukiossa opeteta kvanttimekaniikkaa. Kunhan kerrotaan että sellanen asia kuin kvanttimekaniikka on olemassa. Ainakaan itse en ole törmännyt kvanttimekaniikkaan lukion kursseilla.

Kyllä ainakin nykyään lukion modernin fysiikan kurssilla kvanttimekaniikan alkeita opetetaan, kuten E = hf , de Broglien aallonpituus ja aalto-hiukkas -dualismi, Bohrin vetyatomimallin elektronien orbitaaleihin liittyvät energiat jne... ydinfysiikan alkeitakin tuolla kurssilla opetetaan; massavaje, sidosenergia, hajoamisreaktiot ym.

∞ = ω^(1/Ω)

Vierailija
ifos
Mutta mikä tämä teoria tässä siis on? Eli miten elektronien pysyminen radallaan on selitetty?

Jos nyt oletetaan hieman Bohrin atomimallimaisesti, että elektroni kulkee tietyn keskimääräisen säteen etäisyydellä kuta kuinkin ympyrämäistä rataa ytimen ympäri, niin elektroni ei säteile, JOS SEN RADAN PITUUS ON DE BROGLIEN AALLONPITUUDEN MONIKERTA. Elektronin pyörimismäärä on siis kvantittunut.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
derz
Capax
Ei lukiossa opeteta kvanttimekaniikkaa. Kunhan kerrotaan että sellanen asia kuin kvanttimekaniikka on olemassa. Ainakaan itse en ole törmännyt kvanttimekaniikkaan lukion kursseilla.

Kyllä ainakin nykyään lukion modernin fysiikan kurssilla kvanttimekaniikan alkeita opetetaan, kuten E = hf , de Broglien aallonpituus ja aalto-hiukkas -dualismi, Bohrin vetyatomimallin elektronien orbitaaleihin liittyvät energiat jne... ydinfysiikan alkeitakin tuolla kurssilla opetetaan; massavaje, sidosenergia, hajoamisreaktiot ym.



No, tuo on yhtään väheksymättä maininta siitä että kvanttimekaniikka on olemassa ja sen seurausten pintapuolista luettelemista. Varsinainen kvanttimekaniikka alkaa aaltofunktioiden ratkaisusta Schrödingerin yhtälöstä.

Kale
Jos nyt oletetaan hieman Bohrin atomimallimaisesti, että elektroni kulkee tietyn keskimääräisen säteen etäisyydellä kuta kuinkin ympyrämäistä rataa ytimen ympäri, niin elektroni ei säteile, JOS SEN RADAN PITUUS ON DE BROGLIEN AALLONPITUUDEN MONIKERTA. Elektronin pyörimismäärä on siis kvantittunut.

Ennen kuin olettaa Bohrin atomimallin, kannattaa varmistaa, että niin saa kokeessa tehdä. YO-kirjoituksen tilanteesta en tiedä, opettajalta kannattaa kysyä. Bohrin atomimalli on historiallinen kuriositeetti, joka on karkeasti väärä, vaikka se sattuukin jossain tilanteessa antamaan eräille suureille samat arvot kuin kvanttimekaniikka antaa odotusarvoiksi.

Vierailija
derz
Capax
Ei lukiossa opeteta kvanttimekaniikkaa. Kunhan kerrotaan että sellanen asia kuin kvanttimekaniikka on olemassa. Ainakaan itse en ole törmännyt kvanttimekaniikkaan lukion kursseilla.

Kyllä ainakin nykyään lukion modernin fysiikan kurssilla kvanttimekaniikan alkeita opetetaan, kuten E = hf , de Broglien aallonpituus ja aalto-hiukkas -dualismi, Bohrin vetyatomimallin elektronien orbitaaleihin liittyvät energiat jne... ydinfysiikan alkeitakin tuolla kurssilla opetetaan; massavaje, sidosenergia, hajoamisreaktiot ym.

Niin tietysti noita opetetaan. Tarkoitin lähinnä schrödingerin yhtälöiden ynm. tuntemista. Kvantittumisen perusajatus on tosiaan selitetty lukiossakin ja onhan sekin kvanttimekaniikkaa, ainakin sitä 1900-luvun alkupuolen kvanttimekaniikkaa. Mutta ne ideat mitä esim. P.A.M. Dirac esitti ei käsitellä lukion kurssien yhteydessä, eikä siihen olisi edes mahdollista mennä nykyisillä pitkän matikan kursseilla ainakaan kovin syvällisesti.

Vierailija

En usko että YO-kokeissa pyydetään laskemaan Bohrin atomimallin mukaan. Itse en ainakaan törmännyt sellaisiin laskuihin.

Uusimmat

Suosituimmat