原子核外電子的執行軌道半徑量子化的本質是什麼?為什麼只能是那幾個半徑?

時間 2022-01-13 07:19:39

1樓:一曲紅塵夢

我們知道波爾半徑是53pm,那麼是不是說點子就在距離原子核53pm的軌道上運動呢?不是的,波動力學的軌道(orbital)是怎麼來的呢,可以了解一下薛丁格方程,薛丁格方程在規定了nlm三個量子數後得到的合理解稱為波函式ψ,也就是原子軌道。對於ψ的影象國內許多教材稱之為電子雲圖,它表示電子出現的概率,軌道半徑是指電子出現概率最大的區域與原子核的距離,並不是像行星環繞一樣的精確軌道。

2樓:是的

前面答主說得挺好的,本質是什麼其實也是個問題哈哈。

題主估計是正在學原子物理或量子力學吧,這個時候初學者大多會借鑑經典物理的學習過程來理解量子物理,但事實上你會發現永遠找不到乙個合適的直觀的理解,因為畢竟量子力學有著號稱沒有人真正理解的說法,最後就像馮諾依曼關於數學所說的一樣,我們不是理解它了, 而只是習慣它了。

我建議題主不用太糾結於此,有興趣的話可以細緻了解下能級的分立是怎麼從薛丁格方程匯出的,將來學多了就會發現,大家都不懂,也不會去刻意解釋,shut up and calculate就完事了

3樓:會點物理的HKY

軌道半徑這詞,好像只出現在氫原子的波爾模型中。而這個模型,並不能正確描述電子在原子中分布。要了解電子分布,還得看薛丁格方程。

4樓:一童天下

我們經常談論一些本質的問題,但實際上對本質是什麼,就是乙個問題。我們不妨認為如何從第一性的原理匯出這個結果,那麼答案很顯然,當然就是薛丁格方程

當然如果你想說其他的唯象模型的話,索莫非量子化條件倒是乙個。選取半徑和它對應的共軛動量,也就是角動量應用這個條件就可以了。

5樓:釗釗

更深的解釋需要一些量子力學的知識

軌道半徑量子化,實質其實是能量的量子化。

「軌道半徑」的觀點是2023年前舊量子論的觀點,題主想要更本質的解釋可以拋開它,單純理解為不同能級的原子具有不同的量子態,由此我們只需要解釋為什麼原子能級是量子的而非連續的。

我們知道描述原子量子態的演化的控制方程是薛丁格方程,我們在給定邊界條件和初始條件的情況下可以解這個方程,但這個方程並非在所有能量下都有解,對於某些特定的能量(我們稱之為能量本徵值),這個方程可解,就說明存在這樣的量子態,而對於其它大多數能量條件下,這個方程解出的波函式為零,也就是說在這樣的能量下的原子不存在,這也就迫使原子的能量只能取這些離散的本徵值而導致量子化。

對於為什麼薛丁格方程只有某些特殊的能量下有解,根本原因是薛丁格方程是乙個二階偏微分方程,經過分離變數之後,我們會引入乙個待定的常數(即系統能量),但在邊界條件約束下,這個常數的大小也被約束在某些特定的值,即能量本徵值。

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