Физические, философские и прочие основы и смыслы квантов

[Marxist]

Проскакивает. Там же принцип неопределённости работает. Да и восьмёрки никакой нет.

[VTur]

Ни каких орбиталей (одноэлектронных волновых функций) в природе не существует. Не нужно им приписывать физический смысл. Это артефакт модели Хартри. Рисовать их тоже нельзя - они комплексные. А, вообще, уже сколько раз это обсуждалось - см. Поиск.

[VTur]

У меня упала база данных. Но часть статей сохранялось. Нужно, прикреплю. Но не все.

[Droog_Andrey]

Если на р-орбитали находится 1 электрон, то как он попадает из одной части восьмерки в другую, если эти части разделены узловой плоскостью, на которой вероятность нахождения электрона нуль (если бы не нуль, а стремится к нулю, то это можно было бы понять)?

Если на p-орбитали находится электрон, то он занимает сразу всю орбиталь.

Ни каких орбиталей (одноэлектронных волновых функций) в природе не существует.

Если быть точнее, то электронные оболочки атомов и молекул, которые существуют в природе, при попытке разделить их на самостоятельные электроны ведут себя так, как будто они состоят из сумм отдельных "базисных" элементов. Их-то и назвали орбиталями.

Однако следует помнить, что реально в атоме либо молекуле есть просто электронное облако, в котором нет границ между отдельными орбиталями (т.е. объективно нет информации об отдельных электронах, присутствующей в орбитальной модели). Это как если в большую 10-литровую банку влить содержимое десяти литровых бутылок кока-колы, мы получим просто 10-литровую порцию кока-колы, и никаких отдельных литров там не будет, нельзя будет сказать, что вот литр из первой банки, а вот из второй и т.д., или что они там просто быстро двигаются и поэтому мы наблюдаем статистичеки среднюю картину, и т.д.

[upd]

Спасибо. Интересно. Но всё равно есть вопрос. Правильно ли я понимаю принцип неопределенности?

Электрон - физическая реальность, частица, которая имеет массу, размер и энергию. В каждый момент времени он находится в некоторой точке пространства и имеет некоторые массу и импульс. Но мы с нашими макроскопическими приборами, методами измерения и мышлением не можем их определить. Т.е. любое наше измерение выполняется с некоторой неопределенностью, величина которой определяется соотношением Гейзенберга. Т.е. неопределенность присуща не собственно микрочастице, а значениям её характеристик, которые мы находим в эксперименте? Тогда принцип неопределенности никак не поможет частице проникнуть сквозь узловую поверхность, он помогаем нам только хоть как-то объяснить это.

Если бы могли окрасить молекулы из разных литровых банок кока-колы в разные цвета, а потом заморозить 10 л банку, мы смогли бы различить их. Но мы не можем. У меня смутное ощущение, что с электронами то же самое.

[Marxist]

В том и суть, что это не предел точности наших приборов, а глобальное соотношение. Если я правильно помню кванты, конечно.

[Droog_Andrey]

Электрон - физическая реальность, частица, которая имеет массу, размер и энергию.

Электрон - это элемент физической реальности. Масса, размер и энергия - это его характеристики, способы выражения информации об этом элементе.

В каждый момент времени он находится в некоторой точке пространства и имеет некоторые массу и импульс.

В реальности не существует точек пространства. Это артефакт континуальной его модели. Поэтому электрон может быть найден в некоторой области пространства, а не в точке, и не достоверно, а с некоторой вероятностью. В любом случае, процедура локализации, как и любого другого измерения, возмущает электрон.

Масса же электрона вполне определена, т.к. это характеристика электрона вообще, как вида частиц, независимая от состояния. Импульс же и координаты - это характеристики уже конкретного электрона, а раз так, то подразумевается конкретизация этого электрона, акт выбора, так скажем. В таком случае мы не можем получить вполне определённую информацию, т.к. она "загрязнена" этим выбором.

Т.е. неопределенность присуща не собственно микрочастице, а значениям её характеристик, которые мы находим в эксперименте?

Неопределённость присуща собственно микрочастице в том смысле, что её невозможно наблюдать без возмущения, а значениям характеристик в том смысле, что использование множества действительных чисел для их выражения существенно избыточно (мощность континуума, как известно, превышает мощность счётного множества состояний частицы).

Если бы могли окрасить молекулы из разных литровых банок кока-колы в разные цвета, а потом заморозить 10 л банку, мы смогли бы различить их. Но мы не можем. У меня смутное ощущение, что с электронами то же самое.

Именно так: электроны тождественны.

[VTur]

Вы локализуете не электрон, а максимум распределения электронной плотности. Поэтому мы говорим о координатах электрона, но это координаты максимума эл. плотности. Поэтому и нет траектории электрона.

У электрона нет размеров. А если все-таки требуется указать размер - то это размер атома водорода, там всего 1 электрон. Поэтому любой электрон больше любой орбитали, хотя так нельзя говорить. Орбиталь - только волновая функция и размеров не имеет.

[Droog_Andrey]

если все-таки требуется указать размер - то это размер атома водорода, там всего 1 электрон.

А почему, скажем, не иона He⁺? Тут всё условно на самом деле.

[VTur]

если все-таки требуется указать размер - то это размер атома водорода, там всего 1 электрон.

А почему, скажем, не иона He⁺? Тут всё условно на самом деле.

Ни какой разницы не вижу.

[Droog_Andrey]

Ион гелия имеет меньший размер

[VTur]

Ион гелия имеет меньший размер

Ион гелия имеет том размер, который ему задает метод. Электронная плотность спадает по экспоненте и границ не имеет.
Выберите другой метод оценки размера и получите другой результат.
В анионе Н₂ электрон будет либо эллипсоидом вращения, либо лемнискатой, и характеризоваться двумя размерами из-за цилиндрической симметрии.

У электрона нет размеров. Размер задаёт метод оценки/описания.

[Droog_Andrey]

Ясное дело, что величина размера условна. Я об этом и говорил выше. Просто в рамках одного и того же метода размеры атома водорода и катиона гелия будут разными, это я к тому, что нет смысла привязываться к какой-то определённой системе частиц, содержащий электрон (в т.ч. и к атому водорода), в попытке оценить его размеры.

[upd]

Т.е. неопределенность присуща не собственно микрочастице, а значениям её характеристик, которые мы находим в эксперименте?

Неопределённость присуща собственно микрочастице в том смысле, что её невозможно наблюдать без возмущения

Тогда вот что любопытно: если мы за электроном НЕ наблюдаем, а просто он есть и живет своей жизнью, он не обладает неопределенностью, т.к. она есть следсвтие наблюдения. Мы не можем описать электрон без неопределенности, поэтому о его истинной жизни мало что знаем.

[VTur]

Координата электрона и его импульс - это макроскопические параметры, приспособленные для описания электрона и его свойств. Соотношения неопределённостей указывают границы применимости этих параметров. Электрон об этом (что мы его как-то характеризуем) не догадывается. Соотношение неопределенностей не возникают из-за измерения параметров. Это при измерении подобных параметров нужно учитывать соотношения неопределённостей.

[Droog_Andrey]

если мы за электроном НЕ наблюдаем, а просто он есть и живет своей жизнью, он не обладает неопределенностью, т.к. она есть следсвтие наблюдения.

Здесь нужно уточнить, что подразумевается под словом "неопределённость", т.к. определение в каком-то смысле подразумевает измерение. Выше я привёл объяснения, соответствующие разным (но не всем) вариантам трактовки этого слова.

[upd]

Спасибо, коллеги, понятно.
Может быть, в следующий раз, когда человечество родит ещё одного Эйнштейна, окажется, что квантования не существует.

[Droog_Andrey]

Может быть, в следующий раз, когда человечество родит ещё одного Эйнштейна, окажется, что квантования не существует.

Квантование точно существует, т.к. множество состояний любой ограниченной физической системы счётно.

[dan14444]

Э... хвост машет собакой?

[Droog_Andrey]

В каком смысле?