Choose fontsize:
Witamy, Gość. Zaloguj się lub zarejestruj.
 
  W tej chwili nie ma nikogo na czacie
Strony: 1 2 »   Do dołu
  Drukuj  
Autor Wątek: Podstawy teorii falowej i budowy atomu  (Przeczytany 832 razy)
0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.
SasQ
Moderator
Zaawansowany użytkownik
*****
Płeć: Mężczyzna
Wiadomości: 270


Quanta rhei... :-)

5127368

Saskachewan sasq
Zobacz profil WWW Email
« : Kwiecień 13, 2017, 22:07:23 »


OK, jako że zostałem niejako wywołany do tablicy w innym wątku, to postaram się coś niecoś napisać o tych falach. Ale na razie tylko taką "esencję", bo póki co na więcej nie mam czasu  brak czasu (święta idą i te sprawy... do tego startuje 7 sezon kucyków serduszka ). Jak słusznie zauważyłeś, w Internecie można znaleźć sporo (choć nie wszystko, niestety), o ile się już wie, czego szukać i gdzie, więc myślę, że taki "spis treści" da Ci jakieś pojęcie właśnie w tym kierunku: czego szukać. Miej jednak na uwadze, że wiele z tych rzeczy jest efektem moich własnych przemyśleń i eksprymentów, więc ze znalezieinem niektórych rzeczy w Internecie może być kłopot Buzia na kłódkę  Ale w razie jakichś dalszych pytań po prostu je zadaj, to może znajdę trochę czasu, by rozwinąć dany wątek Mrugnięcie
OK, więc po kolei, fizyka falowa w pigułce:

1. Podstawą wszystkiego jest przestrzeń. Nie jest to jednak "pustka" – to bardziej coś jak pierwotny materiał (coś, co Alchemicy nazywali "prima materia", starożytni Grecy nazywali Eterem lub Apeironem itd.), ktory posiada pewne szczególne cechy: ciągłość i sprężystość, i z którego formują się inne obiekty fizyczne (materia, pola siłowe itd.).
Wszyscy wiemy z chemii, że materia składa się z atomów, a te z kolei z protonów, neutronów, elektronów itd. Według fizyków elektrony są już "niepodzielne" (pomimo istnienia ułamkowego kwantowego efektu Halla, w którym można zmierzyć ułamkowy ładunek elementarny Z politowaniem ), a protony i neutrony składają się z kwarków, również niepodzielnych (pomimo tego, że nikomu dotąd nie udało się wyizolować kwarka i na dodatek ponoć nie jest to możliwe Z politowaniem ). Ale z fizyki kwantowej wiemy również, że na tym poziomie materia zaczyna wykazywać właściwości falowe i nie jest już tak bardzo "namacalna". Naukowcy mają trudności ze zlokalizowaniem cząstek elementarnych w przestrzeni. Ale to właśnie dlatego, że elektrony i ich koledzy SĄ ZBUDOWANE Z PRZESTRZENI. Pewnie słyszałeś stwierdzenia, że atom to w 99% pusta przestrzeń. Według mnie atom to w 100% pusta przestrzeń, gdyż cała jego przestrzenna struktura jest uformowana ze zmarszczek tej przestrzeni. Patrz też punkt następny.

2. Punktowe cząstki materii nie istnieją. Zdecydowanie nie przypominają małych kuleczek, ale nie są też "matematycznymi punktami", jak chcieliby fizycy cząstek. Elektrony, pozytrony itd., to przestrzenne struktury falowe uformowane z przestrzeni. Nie znajdują się w żadnym konkretnym miejscu (punkcie), lecz rozciągają się w przestrzeni wokół niego. To tak, jakby próbować stwierdzić w którym miejscu znajduje się słoń: nie da się tego zrobić, bo słoń to obiekt przestrzenny, nie punktowy. Można co najwyżej zakreślić granice, w jakich można słonia znaleźć, ale nie można wskazać jednego konkretnego punktu, w któym się on znajduje (choć można w ten sposób wskazać jego środek masy, i podobnie jest z elektronami itd.). Takie struktury falowe w przestrzeni można podzielić na dwie kategorie:

a) Fale biegnące. Odpowiadają one oddziaływaniom fizycznym (elektromagnetyczne, grawitacyjne itd.), ponieważ fale rozchodzące sie w przestrzeni przenoszą informację o położeniu elektronów i ich stanie, informując o nim inne elektrony i skłaniając je do zaktualizowania ich własnego stanu (poddania się oddziaływaniu),na zasadzie rezonansu.

b) Fale stojące. To takie, które drgają "w miejscu", tworząc stabilną, geometryczną strukturę w przestrzeni. Odpowiadają "cząstkom materii" w klasycznej fizyce kwantowej, gdyż mają strukturę i przechowują stan kwantowy (np. energię).

Większość paradoksów i dziwactw, jakie mogłeś usłyszeć na temat fizyki kwantowej, bierze się z niezrozumienia tego prostego faktu i dopatrywania się punktowych czątek tam, gdzie ich nie ma. (Z błędnych założeń z reguły wynikają błędne wnioski, choć mogą też wynikać poprawne, przez przypadek, i w tym właśnie problem, bo daje naukowcom poczucie, że wiedzą co mówią, i przekonują innych do ich racji.)

Przykładowo stwierdzenie, że elektron może być w wielu miejscach na raz: wydaje się to absurdalne, gdy potraktujemy elektron jak punktową cząstkę. Jednak nabiera sensu, gdy potraktujemy go jako przestrzenną strukturę falową, bo taka może zajmować wiele miejsc w przestrzeni na raz, jako że każde z tych miejsc jest częścią tego samego elektronu.

Podobnie stwierdzenie, że elektron może mieć wiele różnych energii jednocześnie, z różnym "prawdopodobieństwem", wydaje się absurdalne, gdy patrzymy na niego jako na cząstkę punktową. Ale nabiera sensu, gdy potraktujemy go jak falę, bo energia odpowiada wtedy częstotliwości tej fali. Jak pewnie wiesz, fala "monochromatyczna" (mająca tylko jedną częstotliwość) to czysta sinusoida, idealnie okresowa w obie strony, ciągnąca się w nieskończoność. Takie coś nie byłoby możliwe w skończonym Wszechświecie. Dlatego realnie istniejące fale, ograniczone w jakichś ramach, zawsze posiadają wiele częstotliwości składowych, z których nałożenia powstaje kształt fali ograniczonej w przestrzeni (więcej na ten temat za chwilę). Im więcej częstotliwości składowych, tym bardziej zawężona w przestrzeni (zlokalizowana) jest ta fala, i zaczyna przypominać "mały punkcik" (właśnie dlatego przez tak długi czas elementy materii były postrzegane jako cząstki punktowe). Jednak wtedy dzieje się coś dziwnego: gdy spróbujemy zmierzyć energię takiej fali, dostajemy nie jedną odpowiedź, lecz cały ich szereg (wszystkie te częstotliwości składowe, z których zmieszania ona powstała). Dla fizyka cząstek to nie lada zagwozdka, bo punktowe cząstki mogą mieć tylko jedną energię. Dlatego fizycy kwantowi wprowadzili pojęcie "prawdopodobieństwa", i mówią np. że cząstka ma taką a taką energię z takim a takim "prawdopodobieństwem", wyciągają z nich średnią (wartość oczekiwaną) itd. Wszystko po to, by nagiąć rzeczywistość do swojej wizji punktowych cząstek. Ale jako że wspominałeś coś o zainteresowaniach krótkofalarstwem, pewnie od razu zauwazysz, na czym polega ich błąd, bo przecież w krótkofalarstwie nie mówimy o "prawdopodobieństwie", z jakim dana składowa częstotliwość pojawia się w widmie wstęg bocznych wokół częstotliwości nośnej, nieprawdaż? Cool Tam jest dla nas jasne, że wszystkie te częstotliwości występują w sygnale radiowym jednocześnie, z różnym natężeniem, składając się na kształt jego fali. Jeśli rozumiesz ten prosty fakt, to pewnie bez trudu zrozumiesz też zasadę nieoznaczoności Heisenberga, o której później Mrugnięcie

3. Częstotliwość czasowa fali (f) mierzona w Hertzach (impulsach na sekundę), lub jej "kołowy" odpowiednik (ω) mierzony w radianach na sekundę, to liczba impulsów fali (np. jej szczytów) przypadająca na jednostkę czasu (np. sekundę). Wyobraź sobie, że stoisz w jakimś miejscu i nasłuchujesz impulsów nadchodzącej do Ciebie fali. Zliczasz każdy szczyt, który Cię mija, dopóki Twój stoper nie odmierzy sekundy. Ile szczytów minęło Cię w ciągu sekundy = częstotliwość czasowa fali.
Oodpowiada ona energii w fizyce klasycznej, zgodnie ze wzorem Plancka-Einsteina: E = h·f = ℏ·ω (gdzie h to stała Plancka, a ℏ = h/(2π) to stała Diraca.

Częstotliwość przestrzenna fali (k) to moja własna nazwa dla liczby falowe z klasycznej fizyki. Liczba falowa to nazwa mająca korzenie w spektrografii, jako że odpowiadała numerowi prążka w widmie światła wysłanego przez atom i rozszczepionego pryzmatem na poszczególne barwy składowe. Nazwa ta jednak nic nie mówi, za to "częstotliwość przestrzenna" jest symetryczna z "częstotliwością czasową"i mówi wiele: że jest to miara liczby impulsów przypadających na jednostkę przestrzeni. Wyobraź sobie, że zamrażasz falę w czasie, i zaczynasz poruszać się wzdłuż niej, rozciągając taśmę mierniczą, aż odmierzysz np. 1 metr. W tym czasie (heh) liczysz liczbę szczytów fali, jaka mieści się w tym metrze, i to jest właśnie "częstotliwość przestrzenna".
W fizyce klasycznej odpowiada ona pędowi, zgodnie ze wzorem de Brogliego: p = h·k = ℏ·κ.
Właściwie to oryginalny wzór de Brogliego był wyrażony za pomocą długości fali (λ), która jest odwrotnością częstotliwości przestrzennej (λ = 1/k), i brzmiał: p = h/λ. Ale pozwoliłem sobie go przekształcić, dla symetrii, by była ona lepiej widoczna. Teraz bowiem możemy zauważyć, że:

E = h·f = ℏ·ω
p = h·k = ℏ·κ

dostrzegając piękną symetrię obu tych wzorów Uśmiech
Energia i pęd znane z fizyki klasycznej okazują się być innym sposobem na wyrażenie częstotliwości fali (odpowiednio: czasowej i przestrzennej), z użyciem innych jednostek. A stała Plancka (h) okazuje się być po prostu jedynie przelicznikiem jednostek, podobnie jak stałe używane do przeliczania np. kilometrów na mile, czy stopni Celsjusza na stopnie Fahrenheita Mrugnięcie Obie te wielkości fizyczne dotyczą "zagęszczenia" fal w czasie i przestrzeni – im większe owo "zagęszczenie", tym większa jest ich energia i pęd.
Z tej perspektywy o wiele łatwiej zrozumieć np. energie wiązań chemicznych, odpowiadające przestrzennym formom ich fal stojących Mrugnięcie (o czym później).

4. Atomy są jak fale stojące (drgające w miejscu) na strunie gitary lub membranie bębna: są to po prostu harmoniczne.
Dla struny gitary (jednowymiarowej) harmoniczne tworzą jednowymiarowy szereg częstotliwości – kolejnych wielokrotności częstotliwości podstawowej. Odpowiada to podziale struny na części o równej długości, ponieważ fala sinusoidalna jest okresowa, a struna zamocowana na końcach musi miećw tych miejscach zera (węzły, punkty nie drgające), które wypadają co pół okresu (π radianów). Dlatego długości fali na strunie spełniają wzór: λ = 2·L / n, gdzie n = 1, 2, 3, …. Innymi słowy wzór ten mówi nam, że na długości struny musi się mieścić całkowita liczba połówek fali.
Nie zastanawiało Cię nigdy, dlaczego niemalże identyczny wzór pojawia się w kontekście stanów energetycznych elektronu w atomie? ;> Mówi o tym jeden z postulatów Bohra:
"Elektron może zajmować jedynie orbity, na których jego orbitalny moment pędu L przyjmuje dyskretne wartości (orbity są skwantowane): L = n·ℏ = n·h/(2π)
To nic innego, jak kolejny przykład fal stojących (bo to one odpowiadają za wszlekie przejawy kwantyzacji). Wzór ten mówi po prostu, że fala stojąca wirująca wokół osi atomu musi się zamknąć na obwodzie całkowitą liczbę razy, bo tylko wtedy na jej początku i końcu (które są tym samym miejscem) wypadnie ta sama "wysokość fali". W przeciwnym razie musiałyby wystąpić dwie różne "wysokości fali" w tym samym miejscu (sprzeczność), czyli po prostu nie byłaby to fala stojąca i nie uformowała stabilnego atomu.
Jak już wiesz z poprzedniego punktu, pęd elektronu to nic innego, jak częstotliwość przestrzenna jego fali. Można się więc spodziewać, że moment pędu (czyli "obrotowy" odpowiednik pędu, choć tak naprawdę nie ma on nic wspólnego z ruchem po okręgu, lecz dotyczy ruchu względem punktu, i można go równie dobrze zastosować do ruchu po linii prostej, jak do ruchu po okręgu język1 ) będzie mieć coś wspólnego z częstotliwością fali rozłożonej wokół jakiegoś punktu. I tak jest w istocie! taaak Jeśli przyjrzysz się kształtom orbitali elektronowych na przekrojach prostopadłych do osi atomu, zobaczysz mniej więcej coś takiego:


(Czerwone obszary to "górki" fali, niebieskie to "dolinki", czarne to poziom zerowy. Żółte linie dodałem, by podkreślić "węzły", czyli miejsca nie drgające, graniczne pomiędzy "górkami" a "dolinkami", w których fala zmienia znak na przeciwny.)

Widać więc, że fala stojąca "zawinięta" wokół osi atomu musi zamykać się całkowitą liczbę razy na obwodzie, więc jej węzły dzielą ten obwód na n równych części, jak tort tort Każdej kolejnej liczbie podziałów odpowiada coraz wyższy moment pędu L we wzorze Bohra, i jest on całkowitą wielokrotnością długości fali (a więc skwantowany). Tak, to naprawdę jest takie proste! Chichot Nie ma tam żadnych "orbit eliptycznych", które wbijają nam do głowy w szkołach. Atom nie przypomina maleńkiego układu słonecznego. A elektron nie "krąży wokół jądra" po owej orbicie niczym Ziemia wokół Słońca hahahaha Gdyby tak było, punktowy elektron musiałby być stale przyspieszany do centrum atomu, a jak wiadomo, przyspieszające ładunki elektryczne emitują fale elektromagnetyczne, więc elektron stale traciłby energię i spadał spiralnie na jądro nieee. Stabilne atomy po prostu nie mogłyby istnieć! (Choć jest o wiele prostszy zarzut obalający teorię Bohra, i dziwię się, że nikt jej nie obalił na tym gruncie: atom w modelu Bohra musiałby być idealnie płaski, jak kartka papieru lub tablica, na którym go narysowano Język2 A przecież wiemy, że materia jest przestrzenna, a nie płaska bezradny)
Jeszcze łatwiej można to zauwazyć, patrząc na taki atom z boku: zobaczymy wtedy wyraźnie, jak elektron na przemian przyspiesza w stronę atomu i zwalnia, gdy się od niego oddali. Przypomina więc ruch, jakiemu podlega on wewnątrz anteny radiowej (dipola).
W teorii falowej elektron nie krąży wokół jądra, lecz wiruje wokół niego, jak karuzela. Nie znajduje się w jednym miejscu na obwodzie (orbicie), lecz zajmuje jednocześnie całą przestrzeń (objętość) wokół jądra, i ta przestrzeń wiruje jak bąk. Nie ma więc mowy o żadnym przyspieszaniu czy zwalnianiu, stąd brak emisji promieniowania elektromagnetycznego, gdy elektron jest w stanie stabilnym. I nie spada na jądro: już tam jest Uśmiech (jego środek masy pokrywa się z osią wirowania przechodzącą przez jądro), oraz wszędzie wokół niego.
Jest jeszcze jeden interesujący sposób, w jaki fala elektrnu może wirować w atomie, zwany "spinem". Ale o nim później.

Powyższe kształty fali stojącej elektronu w atomie być może coś Ci przypominają; coś z dziedziny krótkofalarstwa: charakterystyki dookólne anten. I tak jest w istocie. Być może też spotkałeś się już z obrazami fal stojących powstających na membranie bębna, takich jak te:


To nic innego, jak wyższe harmoniczne, tyle że w dwóch wymiarach Uśmiech (tzw. harmoniki kołowe). Ich kształty są już nieco bardziej skomplikowane, niż harmoniczne na strunie gitary, ale nadal spełniają ten sam prosty wzorzec: dzielą dostępną przestrzeń na równe części. Po prostu tym razem mamy już dostępne dwa niezależne kierunki, w jakich możemy dzielić przestrzeń:
a) możemy ją dzielić wzdłuż promieni (wzdłuż "szprych koła rowerowego", jak warstwy cebuli)
b) możemy ją dzielić "obwodowo" (jwzdłuż koncentrycznych okręgów, ak tort).
I oba te podziały mogą następować jednocześnie. Dlatego te harmoniki są już "dwuwymiarowe". Porządkujemy je według dwóch liczb, z których pierwsza odpowiada liczbie węzłów obwodowych, będących okręgami, a druga odpowiada liczbie węzłów promienistych, będących liniami prostymi.

Mam nadzieję, że dostrzegasz już podobieństwo harmonik kołowych z przekrojami orbitala elektronowego w atomie odpowiadających kolejnym liczbom orbitalnego momentu pędu: bo to w istocie JEST ten sam wzorzec! zdziwko (Ciekawostka: Jest to zarazem wzorzec pojawiający się w kolejnych potęgach iksa, gdy iks jest liczbą zespoloną podejrzliwy Ale to temat na osobną dyskusję…)

Atom jednak nie jest płaski. Jest przestrzenny. Oprócz wspomnianych wyżej dwóch stopni swobody ma jeszcze trzeci. Dlatego rzeczywiste orbitale elektronowe (a nie jedynie ich płaskie przekroje) są strukturami przestrzennymi, zajmującymi pewną objętość. Ich fale stojące będą drgać mocniej w jednych miejscach w tej objętości, i słabiej w innych, a w jeszcze innych (zwanych węzłami) nie będą drgać w ogóle. I będziemy mieli trzy rodzaje tych węzłów:
a) Sferyczne (powierzchnie kuli), przypominające warstwy cebuli. (To na nich skupiał się dr Milo Wolff, niestety pomijając inne.)
b) Stożkowe (powierzchnie stożka), przypomiające czapkę czarodzieja, z czubkiem w centrum atomu.
c) Płaskie (jak kartka papieru), przechodzące przez oś atomu.
Kilka przykładów takich orbitali, wraz z płaszczyznami węzłowymi, można zobaczyć na tych obrazkach:


Cztery pierwsze z lewej to węzły płaskie. Ten najbardziej z prawej to węzeł stożkowy. Pod każdym orbitalem napisano jego nazwę znaną z chemii.
Jeśli przyjrzysz się ich przekrojom w różnych płaszczyznach, to zobaczysz, że to nadal ten sam wzorzec: podział przestrzeni wokół środka na równe części. Więc zamiast mówić o orbitalach (których nazwa błędnie sugeruje jakiś związek z orbitami planet układu słonecznego), powinniśmy raczej mówić o harmonikach sferycznych, bo tym w istocie są kształty fal elektronu w atomie taaak Są to te same kształty, które możesz znaleźć w radiotechnice dla przestrzennego rozkładu natężenia fal elektromagnetycznych wokół anten dipolowych i kwadrupolowych. Gdyby istniał instrument muzyczny, w którym kulę powietrza wprowadzalibyśmy w różne drgania, tam także pojawiłyby się te same kształty.

Tu jeszcze drobna uwaga: powyższe obrazki są nie do końca poprawne, bo rzeczywiste orbitale elektronowe nie mają takich ostrych krawędzi. Zamiast tego powinno to wyglądać mniej więcej tak:

[/center]
źródło

czyli krawędzie orbitali powinny być rozmyte i stawać się coraz słabsze (mniej drgające) wraz z odległością od środka atomu. Niestety wiele obrazków w Internecie, na jaki natrafisz, będzie zawierać ten błąd bezradny. A nawet gorsze, jak np. ten oto obrazek z Wikipedii, przedstawiający tabelkę z przekrojami orbitali elektronowych:


która ma błędnie oznaczone kolory jako "dodatnie" i "ujemne". Poprawny obrazek (po mojej przeróbce) powinien wyglądać tak:


Na moim obrazku węzły (0) mają czarny kolor, a dodatnie i ujemne części fali ("górki" i "dolinki", o ile można nadal tak je nazywać w 3D) są rozmieszczone symetrycznie, na przemian, czyli tak jak ma być według równania Schrödingera dla elektronu w atomie wodoru czytaj

Te trzy rodzaje węzłów fali stojącej elektronu w atomie (sferyczne, stożkowe i płaskie) odpowiadają trzem "liczbom kwantowym" znanym z fizyki:
Główna liczba kwantowa n to całkowita liczba wszystkich węzłów. Odpowiada energii elektronu w atomie, gdyż potrzebna jest fala elektromagnetyczna (światło) o większej częstotliwości (energii), by wprowadzić więcej węzłów/podziałów fali stojącej elektronu w atomie.
Orbitalna liczba kwantowa l to liczba wszystkich węzłów, które nie są sferycznie symetryczne (czyli równomiernie rozłożone wokół jądra atomu we wszystkich kierunkach), czyli całkowita liczba węzłów stożkowych i płaskich (tych, które wprowadzają asymetrię wokół środka atomu, co przekłada się na orbitalny moment pędu).
I wreszcie magnetyczna liczba kwantowa m to liczba wszystkich węzłów płaskich, dzielących przestrzeń jak tort na równe części wokół osi atomu (gdyż przekłada się to na efekty magnetyczne, wynikające z "wirowania" elektronu wokół osi atomu).

Chcąc zwiększyć/zmniejszyć liczbę węzłów fali stojącej elektronu w atomie musimy dostarczyć/odebrać energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego (światła), które jest falą biegnącą. I musi ono mieć odpowiednią częstotliwość / długość fali – będąca różnicą między obecną częstotliwością drgań fali stojącej, a tą, którą chcemy uzyskać. Właśnie dlatego atom "rezonuje" tylko z wybranymi "kolorami" światła (długościami fali), i tylko określone "kolory" światła może wysyłać, dając prążki w widmie, gdy rozszczepimy pryzmatem światło wysłane z atomu:


Ciekawostka:Jak widać, naukowcy często porównują prążki widmowe światła wysyłanego z atomów, które są skwantowane, z ciągłym widmem światła słonecznego. Jeśli dokładniej nad tym pomyślisz, to zauważysz, gdzie przyroda zrobiła im tu psikusa figielek Bo widmo światła przychodzącego do nas z gwiazd jest CIĄGŁE! (pomijając puste cienkie miejsca wynikające z pochłonięcia niektórych długości fal przez ziemską atmosferę i koronę słoneczną) A więc wyraźnie NIE SKWANTOWANE! zdziwko Fizyka kwantowa wciskana nam w szkołach nie wystarcza do wyjaśnienia tego efektu, bo według niej światło wysyłane z atomów ZAWSZE jest skwantowane Język2 Jak więc gwiazdy to robią, że potrafią "nadawać na wszystkich możliwych częstotliwościach na raz"? Co2? Do wyjaśnienia tego potrzebna jest już "alchemia", która zachodzi we wnętrzu gwiazd, podczas której atomy jednych pierwiastków zmieniają sie w inne, a elektrony poruszają się w oderwaniu od jąder atomowych, jako plazma. Takie "wolne" elektrony, nie związane ramami studni potencjału elektrycznego wokół jądra atomu, nie zachowują się już jak fala stojąca, więc ich długości fali nie muszą być skwantowane, i elektrony takie mogą nadawać światło na dowolnych częstotliwościach. Jak widać, fizyka kwantowa nie zawsze się sprawdza figielek

Inną konsekwencją faktu, że elektrony w atomie sa falami stojącymi, są energie wiązań chemicznych pomiędzy atomami. Gdy dwa atomy są osobno, ich elektrony otaczają każdy atom z osobna. Można więc uznać, że pomiędzy atomami znajduje się pojedynczy węzeł fali. Ale gdy zbliżymy te atomy do siebie i odciągniemy z nich odpowiednią porcję energii (jako ciepło, czyli promieniowanie podczerwone), to ich orbitale zleją się ze sobą jak krople, o tak:


i dzielący je węzeł zniknie. Powstanie jeden duży "orbital molekularny" otaczający oba atomy jednocześnie, jak na poniższym obrazku:


Innymi słowy, struktura falowa zbudowana z dwóch osobnych atomów ma o jeden węzeł więcej, niż struktura falowa dwóch atomów połączonych wiązaniem chemicznym. A skoro liczba węzłów przekłada się na energię, to znaczy, że związane atomy mają niższą energię, niż osobne taaak Dzięki temu wiązanie jest stabilne, bo aby go zerwać i na powrót rozdzielić atomy, musielibyśmy jakoś wprowadzić na powrót ten dodatkowy węzeł, a to wymaga dostarczenia takiej samej ilości energii, jaką wcześniej pobraliśmy (np. podgrzania związku chemicznego).
Oczywiście w rzeczywistych reakcjach atomy raczej są już połączone także przed reakcją (nawet atomy tego samego pierwiastka nie występują luzem, bo raźniej im w kupie Duzy usmiech a konkretniej: mają wtedy niższą energię), więc podczas reakcji jedynie wymieniają się partnerami. Powoduje to zrywanie jednych wiązań i nawiązywanie innych, więc całkowita energia potrzebna do zajścia reakcji lub wydzielona podczas niej jest różnicą między energią substratów a energią produktów. Tak czy owak, myslę, że rozumiesz, w czym rzecz Oczko

Również kształty orbitali mają wpływ na reakcje chemiczne i kształty cząsteczek. Właśnie dlatego kształty cząsteczek z reguły odpowiadają bryłom platońskim (np. czworościan foremny dla węgla powiązanego czterema wiązaniami pojedynczymi z atomami wodoru w cząsteczce metanu). Atomy dążą też do "równowagi przestrzennej" (równomiernego rozkładu funkcji falowej wokół środka), która jest dla nich nawet ważniejsza, niż równowaga elektryczna. Z tego właśnie wynika "reguła oktaw", czyli dopełnianie powłok elektronowych do konfiguracji gazu szlachetnego, w której orbital hybrydowy powstały z połączenia wszystkich elektronów jest znów idealnie sferyczny. Z tego samego powodu atomy nie lubią występować samotnie, lecz od razu wiążą się wiązaniami chemicznymi z innymi atomami (nawet tego samego pierwiastka), by współdzieląc z nimi elektrony, lub wymieniając się nimi, zrównoważyć rozkład fali w przestrzeni.

5. Ruch falowy to jedyny możliwy rodzaj ruchu, a fale w przestrzeni mogą się poruszać jedynie z prędkością światła – ani mniejszą, ani większą.
Ta ostatnia reguła może brzmieć trochę dziwnie: przecież wokół nas obserwujemy całe mnóstwo innych rodzajów ruchu, i z prędkościami o wiele niższymi, niż prędkość światła, czyż nie?
Owszem. Ale zarazem nie obserwujemy pojedynczych fal kwantowych, lecz całe ich skupiska i mieszaniny.
Ruch falowy jest jedynym możliwym rodzajem ruchu w przestrzeni, ponieważ jako jedyny pozwala na przesłanie informacji z jednego miejsca przestrzeni w inne, bez zabierania ze sobą tej przestrzeni (co mogłoby powodować jej "naciąganie się" bez końca, a to by było absurdem). Wyobraź sobie dywan leżący wzdłuż podłogi długiego korytarza. Gdy w tym dywanie jest zagięcie, i naciśniesz go stopą, to pojawi się ono kawałek dalej. Możesz w ten sposób przemieścić zagięcie z jednego końca korytarza na drugi, a mimo to dywan (przestrzeń) pozostanie nadal na swoim miejscu i nie przesunie się na koniec korytarza wraz z zagięciem Uśmiech Podobnie jest z falami kwantowymi. Przestrzeń napręża się i rozpręża na przemian, i każdy jej punkt buja się odrobinkę to w jedną, to w drugą stronę, ale z grubsza pozostaje w tym samym miejscu. Natomiast fala (informacja) podróżuje przez tę przestrzeń, nawet na drugi koniec Wszechświata Duzy usmiech

Prędkość rozchodzenia się takiej fali zależy jedynie od właściwości ośrodka (jego sprężystości). Nasza przestrzeń jest pod tym względem bardzo sztywna i bardzo sprężysta, gdyż potrafi przenosić fale z szybkością niemal 300 000 kilometrów na sekundę! (nazywaną "prędkością światła", mimo że nie ma to nic wspólnego ze światłem, i jest właściwością raczej przestrzeni, niż światła). Pojedyncza fala może podróżować tylko z taką szybkością – ani mniej, ani więcej. Jest to zarazem prędkość, z jaką propagują sie zmiany fazy tej fali (faza to etap, w jakim fala aktualnie się znajduje w swoim cyklu; skojarz z fazami księżyca), dlatego tę prędkość nazywamy też "prędkością fazową".
Jak to więc możliwe, że obserwujemy ruchy z różnymi innymi prędkościami?
Otóż gdy nałożymy na siebie kilka fal o różnej częstotliwości, powstaje coś w rodzaju "efektu fali meksykańskiej" znanego ze stadionów piłkarskich: taka fala może poruszać się z inną prędkością, niż ludzie, którzy ją tworzą swoim ruchem Oczko Całkowity kształt fali powstałej z ich zmieszania może więc (jako całośc) poruszać się z inną prędkością, niż prędkość światła: zarówno mniejszą (jak w przypadku zwykłej materii), jak i większą wykrzyknik (jak w przypadku materii tachionowej). Taką prędkość nazywamy "prędkością grupową", gdyż odnosi się do całej grupy fal (tzw. "pakietu falowego"), czyli tego, co uznajemy za "cząstki materii". Naukowcy upierają się, że efekt prędkości grupowej nie pozwala na przenoszenie informacji z prędkościami nadświetlnymi. Ale ja mam co do tego wątpliwości, skoro zwykła materia jest taką właśnie informacją, a przecież porusza się z prędkością grupową Język2 Ale to też temat na osobną dyskusję...

6. Całą Szczególną Teorię Względności Einsteina można sprowadzić do efektów Dopplera wynikających z względnego ruchu fal. Gdy źródło fali porusza się względem obserwatora, kolejne okręgi fali zostają wyemitowane z nieco innego miejsca, w którym mają swój środek (i pozostaje on w tym miejscu nawet gdy źródło przemieści się dalej). Sprawia to, że po jednej stronie fale wydają się być gęstsze, a po drugiej rzadsze:


Ten efekt odpowiada np. za pozornie niższy dźwięk karetki pogotowia, gdy się ona od nas oddala, i wyższy, gdy się przybliża. W astronomii odpowiada również za przesunięcie ku czerwieni w widmie galaktyk, które się od nas oddalają (te, które się przybliżają, wydawałyby się bardziej niebieskie). Gdy "dogonisz" źródło fali i poruszasz się równo z nim, nie będziesz w stanie zaobserwować tego efektu.
Gdy ten efekt występuje dla fal stojących (które można uznać za połączenie dwóch fal biegnących w przeciwnych kierunkach: zbieżnej i rozbieżnej), stanie się coś ciekawego: nastąpi skrócenie odległości między węzłami fali w obu kierunkach na linii, wzdłuż której źródło fali się porusza! O tak:


Właśnie to zjawisko odpowiada za tzw. "skrócenie Lorentza" znane ze Szczególnej Teorii Względności, które mówi, że obiekty poruszające się względem nas ulegają skróceniu w kierunku, w którym się poruszają.

Większość zjawisk z Teorii Względności da się wyjaśnić efektami Dopplera zachodzącymi dla fal w ruchu względnym. Wynika to z faktu, że przekształcenia Lorentza (a ściślej: transformacje Voigta, bo to on pierwszy na to wpadł, i to w formie bardziej ogólnej) zachowują równanie falowe. Fala jako całość ulega deformacji, ale robi to w taki sposób, że wynikowa fala nadal spełnia to samo równanie falowe, więc różni obserwatorzy będą się zgadzać co do poszczególnych punktów tej fali i ich wzajemnych zależności, nawet jeśli nie zgodzą się co do obserwowanego kształtu tej fali. Ot i cała filozofia Teorii Względności Uśmiech

OK, rozpisałem się, i pewnie zawaliłem Cię informacjami, które mogą być ciężkie do przetrawienia, mimo że zaledwie liznąłem temat :P Więc tyle chyba powinno Ci na razie wystarczyć. A w razie jakichś dalszych pytań wiesz gdzie mnie szukać Mrugnięcie

Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

« Ostatnia zmiana: Kwiecień 19, 2017, 10:26:56 wysłane przez Leszek » Zapisane

Naukowy kącik kwantowy Saska:  http://nauka.mistu.info/  usmiech
Ostatnio dodane artykuły: Splątanie kwantowe rozplątane
norbic
Użytkownik
**
Wiadomości: 36



Zobacz profil Email
« Odpowiedz #1 : Kwiecień 14, 2017, 18:14:54 »


uppssss... Uśmiech chyba wywolalem wilka z lasu Uśmiech

bardzo dziekujemy SasQ za tak piekny wyklad Uśmiech mam nadzieje ze dla wielu osob bedzie to pomocna dla zrozumienia podstaw teori falowej Uśmiech
Proponowalbym przeniesc zawartosc tego artykulu do tematu "Teoria falowa" i zrobic z niego pierwszy post ktory bylby modyfikowany w miare dodawania chronologicznego materialow, odnosnikow, linkow itd.

Ktos zainteresowany wowczas tematem, mialby wszystko "kawe na lawe" i niemusialby szukac po omacku czegos o czym jeszcze niewie ze tego wlasnie szuka:). A jak juz to znajdzie, wowczas bedzie wiedzial czego wlasciwie szukal, i bedzie wiedzial jak to znalezc Uśmiech. Problemem jednak bedzie to ze jak juz to pozna to niebedzie mu potrzebne szukanie tego ponownie Uśmiech Dlatego dobrze jest miec nauczyciela ktory podeslalby nam jakies info na temat tego czego mamy szukac Uśmiech

SasQ
Mniej wiecej to co napisales teraz, (i moze raczej wiecej) wczesniej znalazlem w innych twoich postach, i bardzo mi przykro ze sprowokowalem Cie do "marnowania czasu" na powtarzanie jak nauczyciel do opornego ucznia Uśmiech
Cos w rodzju teori falowej zainteresowalo mnie juz kilkanascie lat temu, nie zabieralem sie jednak za dokladne obliczania, bo wymaga to dluzszego czasu ktory wole spozytkowac np. na eksperymentowanie, przypadkiem "bozia" obdazyla mnie rozumem ktory latwo przyswaja sobie matematyke i radzi sobie swietnie w rozwiazaniu rownan w pamieci, oczywiscie tych skomplikowanych z wiekszym lub mniejszym przyblizeniem, wiec jesli nie musze staram sie to omijac Uśmiech Bardzo mi sie podoba ze podchodzisz do sprawy z matematyczna dokladnoscia. Musze takze pochwalic czierpliwe podejscie do opornych ucznow, czego przyznam ze zazdroszcze, bo sam do tego cierpliwosci niemam Uśmiech Tymbardziej ze temat ktory starasz sie wyjasnic jest 3D a wiekszosc ludzi przywykla uczac sie ze stron ksiazek, ktore maja jedynie 2D, mimo ze swiat widziany oczami ma o jeden wymiar wiecej, i tak maja trudnosc Uśmiech, wydaje mi sie ze to chyba wina TV Uśmiech

No ale moze skoncze juz z podlizywaniem sie Uśmiech i cos skomentuje Uśmiech

Srodowisko ktore opisales nazywane "przestrzen", wnioskuje ze jest napewno wiecej niz 2D, tu zalozmy ze 3D+t, poniewaz na potwierdzenie obecnosci innych niemamy jednoznacznych dowodow, to niemozemy zapominac ze fale ktore tworza "atomy falowe" (tak je nazwalem aby odroznic od ta forme od modelu Bohra) takze powinny posiadac trzy wymiary, i raczej tworzyc ksztalt zblizony do kuli, a na obrazkach z funkcji falowej wodoru, niebardzo jest to ujete. Zdaje sobie z tego sprawe ze ciezko w 2D opisac 3D, jednak patrzac na to w 2D, oglupiam moja wyobraznie 3D Uśmiech. Podobnie sprawa wyglada z tym co przyrownales do charakterystyki dookolnj anten. Jak sobie wyobrazilem ze wysylam z nadajnika elektron (w sensie moze ladunek? bo tu mam problem chcac odciac sie od tradycyjnego modelu atomu) wzdloz anteny, to moja wyobraznia podpowiedziala mi ze wzdluz swojego ruchu tenze elektron (sens jak powyzej), spowodowal wzrost "cisnienia" w miejscu gdzie sie wlasnie wcisnol co spowodowalo wytworzenie fali, ale nie tej w formie sinusoidy, ktora widzialem w tym samym czasie na ekranie oscyloskopu, lecz bardziej przypominajaca "fale uderzeniowa" lub podmuch wiatru, wzrostu "cisnienia", w kazdym kierunku od tego punktu, Poruszajac sie dalej wzdluz anteny, ten elektron porozpychal sie dalej, powodujac identyczne zjawisko co "krok" przez cala dlugosc anteny, analogiczne zjawisko mialoby miejsce przykladajac ladunek odwrotny, odbierajac antenie ladunek co wytworzy cos w rodzaju prozni ktora spowoduje "implozje" wytwarajaca fale odwrotna.
Zobrazowanie tego zjawiska przyprawia mnie o ciarki, a jak ktos stara sie to wyjasnic w 2D to powiedzialbym ze jest conajmniej odwazny Uśmiech ale nalezy sie liczyc z nieiwelkim procentem efektywnego zrozumienia ze strony "sluchaczy". Ja sam teraz probujac to opisac uzylem elektronu, ktory sie przepycha, a to niema nic wspolnego z realiami Uśmiech
Niewiem czy da sie to, jak i harakterystyke dookolnj anten, zrozumiale opisac, bez zaszczepienia w docelowym umysle "procesora wspomagajacego" 3D Uśmiech. Zobrazowanie funkcji falowej wodoru w 2D to tez niezbyt dobry wybor, ktory  sugerowalby raczej ze wszystko dzieje sie na plaszczyznie lub w najlepszym wypadku w dysku, a ja jakos niemoge sobie wyobrazic naturalenj fali 2D w srodowisku 3D, chyba zebysmy zmusili srodowisko do takiego wplywu na fale. Bardziej mi sie podoba twoja grafika funkcji, jednak wydaje mi sie ze ktos moglby powiedziec ze twoja wersja i ta z wiki to jedno, sfotografowane w roznych momentach Uśmiech
Zapedzilem sie chyba bez sensu Uśmiech Powinienem raczej zaczac od pytania dotyczacedo punktu 1. a potem pare dodatkowych ktore ponumeruje:

Pytanie 1.
Skoro mamy przestrzen ktora umozliwia poruszanie sie w niej fal, to w jakim zakresie czestotliwosci to umozliwia, czy moze ktos to juz oszacowal?

Pytanie 2.
W takim ukladzie rzeczy, logicznie rozumujac, kazdy atom powinien miec harakterystyczna wlasna czestotliwosc, czego chyba dowodem jest pochlanianie czesci z widma swiatla, problemem przy wyliczeniu tego moze byc fakt ze nie tylko sama fala ale i jej harmoniczna. Czy moze ktos sie pofatygowal i juz dopisal czestotliwosci atomow do tablicy Mendelejewa? (zdaje sobie z tego sprawe ze moze to byc zbior i moze nawet modulujacych sie wzajemnie)

no ale moze na dzis starczy Uśmiech powinnismy sie zajac raczej czym pozytecznym zamiast marnowac czas na jakies glupoty na necie Uśmiech

niewiem czy nie nalezaloby ujednolicic terminologie, i zdefiniowac dokladnie kazda nazwe uzywana w teori falowej Uśmiech nawet jesli by to bylo cos w rodzaju tego co znalazlem w Uśmiech forum: http://forum.swietageometria.info/index.php/topic,1705.0.html Uśmiech


SasQ niespiesz sie z odpowiedzia, sa wazniejsze zeczy w zyciu Uśmiech

oczywiscie jesli ktokolwiek inny ma takze jakies sugeste to z checia je poznam Uśmiech



Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

« Ostatnia zmiana: Kwiecień 15, 2017, 00:10:50 wysłane przez Leszek » Zapisane
Lady F
Zaawansowany użytkownik
****
Wiadomości: 273


Merlin



Zobacz profil
« Odpowiedz #2 : Kwiecień 14, 2017, 19:35:27 »


norbic -

Cytuj
oczywiscie jesli ktokolwiek inny ma takze jakies sugeste to z checia je poznam Uśmiech

Ja mam.

Tak na dobra sprawe, to nie o zadna teorie falowa chodzi, lecz o kolejnosc zachodzenia zdarzen.


Źródło


albo tak -


Źródło



Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

« Ostatnia zmiana: Kwiecień 15, 2017, 11:58:35 wysłane przez Leszek » Zapisane
SasQ
Moderator
Zaawansowany użytkownik
*****
Płeć: Mężczyzna
Wiadomości: 270


Quanta rhei... :-)

5127368

Saskachewan sasq
Zobacz profil WWW Email
« Odpowiedz #3 : Kwiecień 14, 2017, 22:16:47 »


Tak na dobra sprawe, to nie o zadna teorie falowa chodzi, lecz o kolejnosc zachodzenia zdarzen.

Z całym szacunkiem, ale co właściwie wynika z tego rysunku Russella? Bo jak na moje oko to niewiele :q
Właściwości pierwiastków chemicznych, ani ich widm, to raczej z tego nie wyliczysz Język2
Właściwie, to niewiele chyba da się z tego wyliczyć…

uppssss... Uśmiech chyba wywolalem wilka z lasu Uśmiech

Zły

Jeśli już, to Jednorożca Mrugnięcie Ale co do reszty to się zgadza hahahaha

Proponowalbym przeniesc zawartosc tego artykulu do tematu "Teoria falowa" i zrobic z niego pierwszy post ktory bylby modyfikowany w miare dodawania chronologicznego materialow, odnosnikow, linkow itd.

Dobry pomysł. Poproszę naszego admina, Leszka, by się tym zajął.

Ktos zainteresowany wowczas tematem, mialby wszystko "kawe na lawe" i niemusialby szukac po omacku czegos o czym jeszcze niewie ze tego wlasnie szuka Uśmiech

Gorzej, gdy wiesz już, czego szukać, ale nigdzie tego nie ma  Język2
Natrafiasz tylko na błędy 404, wyrwane strony w książkach, zamalowane obrazki i prace naukowe, w których ma się wrażenie, że jakieś fragmenty tekstu zostały usunięte Buzia na kłódkę
Ale taki brak informacji to też informacja: że komuś zależy na ukryciu czegoś. I gdy natrafiasz na takie luki coraz częściej, zaczynają się układać w pewien wzorzec, po którego kształcie można się powoli domyślić, czego brakuje. Teoria falowej budowy materii jest niestety jedną z takich rzeczy, bo obecnie "u władzy" są zwolennicy szkoły kopenhaskiej, mnożąc "absurdy kwantowe" ku uciesze tłumów, bo to się lepiej sprzedaje i robi większe wrażenie.

BTW pożyczyć Ci kilka spacji? Przydają się np. do oddzielania "nie" od czasowników aniolek

Mniej wiecej to co napisales teraz, (i moze raczej wiecej) wczesniej znalazlem w innych twoich postach, i bardzo mi przykro ze sprowokowalem Cie do "marnowania czasu" na powtarzanie jak nauczyciel do opornego ucznia Uśmiech

Może po prostu następnym razem zadaj konkretniejsze pytania na temat tego, czego jeszcze nie opisałem, a co chciałbyś się dowiedzieć/zrozumieć. Wtedy mój czas i Twój zostanie lepiej wykorzystany brak czasu

Cos w rodzju teori falowej zainteresowalo mnie juz kilkanascie lat temu, nie zabieralem sie jednak za dokladne obliczania, bo wymaga to dluzszego czasu

W moim przypadku zaczęło się dawno temu, gdy miałem 16 lat. Zauważyłem, że to, czy coś wydaje się nam być falą, czy cząstką, ma jakiś związek z częstotliwością tej fali. Np. fale radiowe mogą z łatwością przenikać ściany, ale gdy zwiększymy częstotliwość, to mikrofale, podczerwień itd. zaczynają już mieć trudność z przenikaniem różnych przeszkód, aż wreszcie promieniowanie Röntgena i gamma zachowują się już niemal jak cząstki materii: rzucają ostre cienie, odbijają się od przeszkód zgodnie z zasadą odbicia (kąt padania = kąt odbicia) itd. Pomyślałem wtedy, że materia może być po prostu falami elektromagnetycznymi drgającymi na "wyższej oktawie", a to, czy jakieś inne fale się od niej odbijają, czy ją przenikają, zależy od rezonansu ich częstotliwości. I w dużej mierze miałem rację, jednak moim błędem było myślenie, że wszystko sprowadza się do fal elektromagnetycznych, bo tak nie jest. Istnieją różne sposoby, na jakie przestrzeń może wibrować; fale elektromagnetyczne są tylko jednym z nich. Fale materii działają w nieco inny sposób (choć powiązany). Dodatkowo moje ówczesne myślenie było nieco naiwne, bo nie wiedziałem jeszcze wtedy nic na temat kształtów orbitali elektronowych, nie znałem szczegółów eksperymentów kwantowych, oraz byłem za cienki w uszach, by wykonać obliczenia, o których wspomniałeś (np. wyprowadzić kształty orbitali z równania falowego Schrödingera, a z tych z kolei poziomy energetyczne elektronu w atomie, z których wynikają długości fal prążków widmowych).

Jakiś czas później, szukając potwierdzenia moich teorii na temat "elektromagnetycznej materii", natrafiłem na dra Milo Wolffa, który opisywał dokładnie to, czego szukałem – z tą jednak różnicą, że jego fale nie były falami elektromagnetycznymi. Dowiedziałem się z jego prac, że nie byłem pierwszym, który się nad tym głowił: przede mną tą drogą szli Feynman i Wheeler, którzy próbowali rozwiązać zagadkę tzw. "potencjałów przyspieszonych i opóźnionych" dla fal elektromagnetycznych emitowanych przez elektron, próbując opisać go jako falę elektromagnetyczną. Nie udało im się to z trzech powodów:
1) Fale elektromagnetyczne są wektorowe (mają określony kierunek drgań w przestrzeni), podczas gdy fale materii musiałyby być skalarne (mają wartość "naprężenia" w każdym miejscu przestrzeni, ale owo "naprężenie" nie następuje w żadnym z kierunków, jakie znamy).
2) Żeby ich pomysł działał, fala elektronu musiałaby się składać z dwóch fal: jednej biegnącej w przód w czasie (potencjał przyspieszony), i drugiej biegnącej wstecz w czasie  Co2? (potencjał opóźniony), niejako "nadchodzącej z przyszłości" i zamykającej się na elektronie jako centrum.
3) Zakładali, że źródłem obu fal jest punktowa cząstka (elektron).
Dr Wolff postanowił kontynuować ich pracę, poprawiając te dwie rzeczy:
1) Użył skalarnego równania falowego, podobnie jak Erwin Schrödinger.
2) Zauważył, że dla matematyki to bez znaczenia, czy mówimy o fali biegnącej "wstecz w czasie", czy o fali biegnącej normalnym biegiem czasu, lecz zbiegającej się do centrum.
3) Porzucił ideę punktowych cząstek całkowicie, jako nie mającą podstaw i prowadzącą do paradoksów (usunięcie jej pomogło te paradoksy rozwiązać).
W ten sposób stworzył swój model atomu, który powstaje z połączenia dwóch koncentrycznych fal: jednej rozbieżnej, drugiej zbieżnej, tworzących razem falę stojącą, która drga w miejscu. W jego modelu elektron przypominał warstwy cebuli.
Za pomocą tego modelu udało mu się wyjaśnić sporo zzagadek fizyki kwantowej, bez potrzeby używania cząstek punktowych, co pozwoliło też rozwiązać wiele paradoksów.
I choć wiele zawdzięczam Wolffowi (z którym przez jakiś czas sporo korespondowałem i przetłumaczyłem jego książkę na język polski, jednak nie udało mi się jej wydać), bo pomógł mi skierować moje poszukiwania na właściwe tory, to jednak z perspektywy czasu także podejście dra Wolffa było dość prymitywne, bo jego model skupiał się jedynie na falach koncentrycznych (cebula), niemal kompletnie ignorując inne sposoby, na jakie fale mogą drgać w atomie i poza nim. Brakowało mu także wiedzy na temat liczb mających więcej niż 1 wymiar, czyli liczb zespolonych, kwaternionów itd. – coś, na czego rozgryzienie spędziłem kilka lat, i co było bardzo owocne, bo pozwoliło zrozumieć wiele zjawisk kwantowych i ich geometrię, gdyż jest bardzo naturalnym matematycznie sposobem na zajmowanie się wyższymi wymiarami, ułatwiając wyrażenie ich za pomocą liczb i przeprowadzaniem na nich operacji arytmetycznych. W fizyce kwantowej bez liczb zespolonych ani rusz, i niestety dr Wolff miał trudności w zrozumieniu, co one oznaczają geometrycznie w równaniach fal kwantowych. Nie mógł więc zrobić użytku z informacji, których dostarczały mu jego własne równania.
Jego teoria skupiała się też głównie na elektronach w atomie, jednak brakowało w niej zupełnie modeli dla zjawisk elektromagnetycznych (światło, fale radiowe, równania Maxwella, działanie anten, spektra atomów itd.). I właśnie te luki starałem się zapełnić od czasu, gdy go poznałem (jemu nie było to już dane, bo zmarło się mu kilka lat temu). W międzyczasie poszerzałem też swoją wiedzę matematyczną, szczególnie na temat wielowymiarowych liczb, bo bez nich ciężko ogarnąć tajemnice fizyki kwantowej.

ktory wole spozytkowac np. na eksperymentowanie

Też lubię eksperymentować i uważam, że eksperymentowanie (czyli zadawanie pytań u źródła, samej naturze) to jedyny sposób, by poznać prawdę o działaniu Wszechświata. Problem w tym, że najpierw trzeba wiedzieć, o co tę przyrodę zapytać, i jak zinterpretować jej odpowiedzi Język2 Jeśli nie wiesz jeszcze nic, eksperymentowanie może być dobrym sposobem na zgromadzenie danych, w których później można szukać wzorców. Jednak później należy stworzyć teorię, która te wzorce zamodeluje, i zaprojektować takie eksperymenty, które pozwolą już jednoznacznie rozstrzygnąć, czy ta teoria pokrywa się z rzeczywistością. Inaczej eksperymenty zakończą się jedynie błądzeniem po omacku.

przypadkiem "bozia" obdazyla mnie rozumem ktory latwo przyswaja sobie matematyke i radzi sobie swietnie w rozwiazaniu rownan w pamieci

O, to się bardzo dobrze składa podejrzliwy
Czyli w razie czego mogę zarzucić jakimiś wzorami czy równaniami, bez obaw, że uciekniesz gdzie pieprz rośnie?  krzywy
Tu na forum staram się raczej pisać prosto, bez zagłębiania się w konkrety matematyczne, bo z tym zazwyczaj ludzie mają problem i to ich odstrasza.
(Pracuję już nad tym, jak to naprawić, ale pewnie jeszcze trochę to potrwa Język2 )

Bardzo mi sie podoba ze podchodzisz do sprawy z matematyczna dokladnoscia.

No cóż... matematyka to język Wszechświata, więc warto go znać. Pozwala wyrażać myśli precyzyjnie, ubierać je w liczby (miary), by na precyzyjne pytania otrzymywać precyzyjne odpowiedzi ilościowe (w liczbach), a nie tylko jakościowe. Pozwala też unikać ślepych uliczek i błądzenia, jeśli się z niej korzysta we właściwy sposób (czyli nie jedynie do "mielenia cyferek", lecz jako system wnioskowania logicznego i "mierzenia" świata).

Tymbardziej ze temat ktory starasz sie wyjasnic jest 3D a wiekszosc ludzi przywykla uczac sie ze stron ksiazek, ktore maja jedynie 2D, mimo ze swiat widziany oczami ma o jeden wymiar wiecej, i tak maja trudnosc Uśmiech, wydaje mi sie ze to chyba wina TV Uśmiech

Temat, który staram się wyjaśnić, ma znacznie więcej, niż 3 wymiary Zły Więc nawet, gdybyśmy mogli go wizualizować w trzech, to na długo nam to nie wystarczy. Dlatego trzeba się nauczyć używać tych trzech, z którymi nasze mózgi już potrafią pracować, jako trampoliny do zaglądania w wyższe wymiary. I wbrew pozorom nie jest to trudne i da się tego nauczyć. Jednym z mocih ważniejszych odkryć było, że wbrew temu, co nam się mówi, nasza przestrzeń nie jest wcale trójwymiarowa (ani nawet cztero). Tak naprawdę wymiary nie istnieją. Jest ciągłość. To my tworzymy wymiary w naszych umysłach, by tę ciągłość jakoś opisać i zrozumieć. Wymiary to efekt pracy naszych mózgów. Zwykle pracują z trzema, bo tyle wystarczało im do opisania wszystkich zjawisk, z jakimi miały do czynienia w otaczającym nas na codzień świecie. Jednak to nie znaczy, że są tylko trzy wymiary, albo że nasze mózggi nie są zdolne postrzegać ich więcej! Wręcz przeciwnie!
Już teraz znane mi są zjawiska, które wydają się dziwne, gdy się na nie patrzy przez pryzmat trzech wymiarów, a które okazują się banalnie proste, gdy się zrozumie, że mamy w nich do czynienia z wyższymi wymiarami. Przykładowo orbital "p", który wygląda tak:


z perspektywy trójwymiarowej wydaje się składać z dwóch ROZŁĄCZNYCH "chmur", oddzielonych płaszczyzną węzłową, na której fala elektronu nie drga.


(Ciekawostka: Jest to zarazem orbital, który świetnie pokazuje absurdalność idei "prawdopodobieństwa kwantowego". Według jej zwolenników, chmura ta przedstawia "prawdopodobieństwo znalezienia punktowego elektronu w danym miejscu przestrzeni". Jeśli jednak tak jest w istocie, to elektron nie może nigdy znaleźć się na płaszczyźnie rozdzielającej te dwie "chmury prawdopodobieństwa", bo na tej płaszczyźnie "prawdopodobieństwo" jego znalezienia wynosi 0. Jak to więc robi, że przebywa z prawdopodobieństwem 50% zarówno po jednej, jak i po drugiej stronie tej płaszczyzny, skoro nie może przejść przez nią?  Język2 Przecież nie może się "teleportować" na drugą stronę Z politowaniem Dla fali to jednak żaden problem, by mieć obszary drgające po obu stronach węzła, mimo że sam węzeł nie drga.)
Jednak z perspektywy czwartego wymiaru możemy zauważyć, że górna połówka i dolna połówka tego orbitala są w przeciwnej fazie (gdy jedna wychyla się "na plus", druga wychyla się "na minus", i vice versa; gdy jedna jest w 1/4 cyklu, druga jest w 3/4 cyklu; itd.). Zupełnie jakby pewne dwa punkty podróżowały po okręgu, utrzymując się zawsze po przeciwnych stronach tego okręgu! Jeśli wyobrazimy sobie ten okrąg w czwartym wymiarze, to zrozumiemy, że te dwie trójwymiarowe połówki orbitala są jakby "przekrojami" tego okręgu – miejscami, w których przecina on trójwymiarową przestrzeń Cool Ten okrąg (albo raczej "obwarzanek" ciągle wiruje, co sprawia, że faza w obu miejscach przekroju ciągle się zmienia (oscyluje), jednak robi to w taki sposób, że każda z połówek przekroju jest zawsze w przeciwfazie do tej drugiej, gdyż znajdują się po przeciwnych stronach obwarzanka. W czwartym wymiarze te dwie połówki nie są już rozłączne: są połączone obwarzankiem. My jednak widzimy zaledwie wycinek tej rzeczywistości, jako że obserwujemy tylko rzeczywistą składową orbitala (bez urojonej), ponieważ uzywamy do jej obserwowania fal światła, które drgają jedynie w trzech wymiarach.

Oczywiście możesz teraz stwierdzić, że to tylko jedna z możliwych interpretacji tego kształtu orbitala, i nie ma żadnych dowodów na to, że gdzieś w wyższym wymiarze znajduje się jakiś "obwarzanek". I słusznie. Ale jeśli przyjrzysz się rodzinie orbitali z trzeciego rzędu poniższej tabelki (czyli dla n=3), to zobaczysz coś dziwnego:


Jeden z orbitali nie pasuje do reszty: ten dla m=0 (w centralnej osi tabelki). Na lewo i na prawo od niego (ujemne i dodatnie m) orbitale przypominają "koniczynkę" złożoną z czterech osobnych "płatków", których fazy rozkładają się naprzemiennie. Jednak ten w środku jest inny: ma tylko dwa "płatki" po przeciwnych końcach jego osi, a wokół tej osi znajduje się... obwarzanek! (w przeciwfazie do obu płatków).
I tu ciekawostka: w przekroju w płaszczyźnie przebiegającej wzdłuż osi pionowej nadal będzie widoczna "koniczynka", której płatki będą mieć fazy na rozmieszczone przemian (+, –, +, –):


Jednak oglądając ten sam orbital w pełnym 3D możesz zauważyć, że dwa z tych płatków (niebieskie) są połączone właśnie tym "obwarzankiem" wirującym wokół osi pionowej (wystającym z ekranu i pod nim) myśli Czyż nie byłoby więc rozsądnym uznać, że dwa pozostałe płatki również są połączone takim obwarzankiem w czwartym wymiarze? podejrzliwy Bo jeśli tak jest, to zarazem rozwiązalibyśmy zagadkę dlaczego ten jeden orbital wydawał nam się mieć inny kształt, niż pozostałe! jupi Wszystkie te orbitale są jednym i tym samym kształtem! Jest to jednak kształt wielowymiarowy, i widzimy jedynie różne jego "przekroje" przecinające przestrzeń trójwymiarową. W zalezności od tego, jak ten wielowymiarowy kształt obrócimy/zorientujemy w przestrzeni, uzyskamy różne kształty jego przekrojów. Czasami będą to cztery odrębne "płatki koniczynki", bo wszystkie łączące je "obwarzanki" znajdują się akurat poza naszym zasięgiem, w wyższych wymiarach. Ale innym razem uda się go obrócić tak, że akurat jeden z tych "obwarzanków" zanurzy się w całości w naszej trójwymiarowej przestrzeni, i wtedy przynajmniej ten jeden będzie dla nas widoczny w całości. Jeśli obrócimy go dalej, ten obwarzanek zniknie i zobaczymy znów cztery odrębne "płatki koniczynki", ale jeśli będziemy kontynuować obracanie, to z kolei drugi z obwarzanków zanurzy się w całości w naszej przestrzeni, łącząc ze sobą teraz te dwa pozostałe "płatki koniczynki". (Niestety postrzegamy za mało wymiarów, by obrócić ten orbital tak, by zobaczyć oba obwarzanki jednocześnie. Do tego potrzebne byłyby co najmniej cztery. Dla bardziej skomplikowanych orbitali może być potrzebne nawet więcej. Tak czy owak, każdy orbital to pojedynczy wielowymiarowy kształt, którego wszystkie części są ze sobą połączone.)

Srodowisko ktore opisales nazywane "przestrzen", wnioskuje ze jest napewno wiecej niz 2D

Dobrze wnioskujesz taaak Jest nawet więcej, niż 3 Cool

tu zalozmy ze 3D+t

Czas nie jest odrębnym wymiarem – znajduje się już pośród tych trzech, które znamy. To kolejne z moich własnych odkryć. Czas to nasz sposób na mierzenie ruchu (bo jeśli nic się nie porusza, to nie mamy jak stwierdzić upływu czasu). A konkretniej, jest to sposób na porównywanie jednego ruchu (wzorcowego) z innym (mierzonym). Zegar to urządzenie, które dostarcza wzorzec ruchu, z którym porównujemy ruch innych poruszających się obiektów. Więc tak naprawdę czas jest miarą przestrzeni (odległości, jaką przebywa badany obiekt w ruchu, gdy porusza się razem z zegarem – naszym wzorcem ruchu). Więcej na ten temat znajdziesz w mojej pracy naukowej, którą napisałem kiedyś na konkurs Foundational Questions Institute (niestety nie udało mi się niczego wygrać bezradny ).

Oczywiście można wyrazić czas za pomocą jednego z wymiarów przestrzennych, by stworzyć wykres. Ale jak to mówią, "mapa nie jest terenem" Język2 Oś czasu na wykresie to nie to samo, co faktyczny czas jako zjawisko fizyczne. Inaczej musielibyśmy uznać także temperaturę czy ciśnienie za dodatkowy wymiar Chichot

A skoro o tym mowa, takie "wykresy" są dobrym sposobem na wizualizowanie sobie wymiarów, do których nie potrafimy zaglądać. Istnieją sposoby na wizuwalizowanie także większej ich liczby, niż 2 czy 3, posługując się właściwościami niższych wymiarów. Np. pewnie zauważyłeś, że na rysunkach orbitali, które Ci podsyłałem, są one oznaczone różnymi kolorami. To nie przypadek! Kolory te są używane do wyrażenia fazy. Możesz użyć palety barw z koła barw do przedstawienia powtarzającego się cyklu jakiejś wielkości fizycznej. Kolor wybrany z takiego koła może odpowiadać kątowi fazowemu (czyli jakby "pozycji wskazówki zegara" odmierzającego czas dla drgań fali i wskazującej, na jakim etapie pełnego cyklu się ona aktualnie znajduje w danym miejscu). A wtedy możesz wyrazić wychylenia fali w czwarty wymiar za pomocą koloru, kolorując każdy punkt na wykresie dwu- lub trój-wymiarowym, co pozwala na wyrażenie już 4 lub 5 wymiarów Cool Przyzwyczajaj się do tych sztuczek, bo staną się one niezbędne, jeśli chcesz zrozumieć kształty orbitali, jakie mają one w wyższych wymiarach.

poniewaz na potwierdzenie obecnosci innych niemamy jednoznacznych dowodow

Polecam więc zastanowić się, jakie właściwie mamy dowody na istnienie tych trzech wymiarów, których istnienie każdy uznaje za oczywistą oczywistość Zły
Ten eksperyment myślowy pozwolił mi zrozumieć, czym tak naprawdę są wymiary i dlaczego ograniczanie ich liczby do trzech nie jest niczym uzasadnione  Cool więc może pomoże i Tobie super

to niemozemy zapominac ze fale ktore tworza "atomy falowe" (tak je nazwalem aby odroznic od ta forme od modelu Bohra) takze powinny posiadac trzy wymiary

Masz rację. Trzy, a nawet więcej  Cool

i raczej tworzyc ksztalt zblizony do kuli

Słowami, których szukasz, są współrzędne sferyczne Mrugnięcie


a na obrazkach z funkcji falowej wodoru, niebardzo jest to ujete.

Wizualizacje orbitali, jakie można znaleźć w Internecie, są niestety bardzo "ubogie wizualnie" i kiepsko oddające rzeczywistość, nad czym też ubolewam Niezdecydowany Ale cóż mogę na to poradzić? Mogę jedynie spróbować stworzyć lepsze (nad czym już od jakiegoś czasu pracuję, ale to jeszcze może trochę potrwać…).
Na razie jednak mam coś, co może Ci się spodobać: rzuć okiem na ten oto applet Java stworzony przez Paula Falstada. Pozwala on oglądać wizualizację orbitala elektronowego w 3D Uśmiech No, właściwie to jego płaski rzut perspektywiczny, jak w grach "3D", ale można go sobie obracać i oglądać z róznych stron, a także robić dowolne przekroje, by przyjrzeć się jego symetrii. Zaletą tego appletu jest to, że widoczna jest cała objętość orbitala, a nie tylko płaski przekrój. Do tego wiernie odwzorowuje jego nierównomierną "gęstość" i "rozmycie" w przestrzeni za pomocą przezroczystości (bardziej przezroczyste miejsca to te, w których amplituda drgań fali jest mniejsza). Używa też koloru do zobrazowania zmian fazy (w sposób, który opisałem wcześniej), więc można zaobserwować jak fala oscyluje, i które części orbitala są na jakim etapie pełnego cyklu (czyli w jakiej fazie). Kolory dopełniające (przeciwstawne, dające razem kolor biały) oznaczają miejsca w przeciwnych fazach.
Applet posiada też wiele predefiniowanych ustawień, np. szereg orbitali "chemicznych" (rzeczywistych), jak i szereg orbitali "fizycznych" (wyliczanych wprost z równania falowego Schrödingera), w których część urojona odgrywa istotną rolę. O tej wersji orbitali niewiele się mówi, bo większość ludzi do dziś uważa liczby urojone za "nierzeczywiste" i "nie mające odzwierciedlenia w rzeczywistości fizycznej" (co jest poważnym błędem, bo bez części urojonej nie da się wyjaśnić "wirowania" orbitali, odpowiadającego za zjawiska magnetyczne nieee ). Część urojona pozwala też czasami zobaczyć pozostały fragment "obwarzanka", który łączy pozornie odrębne fragmenty orbitala ("płatki koniczynki") w zamkniętą pętlę.

A gdy już pobawisz się tym appletem, polecam przyjrzeć się jeszcze drugiemu appletowi, w którym ukazano zmiany stanów kwantowych. Można sobie w nim wybrać dwa orbitale – początkowy i końcowy – pomiędzy którymi atom będzie oscylował, płynnie przechodząc od jednego kształtu do drugiego. To zjawisko odpowiada za wysyłanie i odbieranie przez atom promieniowania elektromagnetycznego (światła, ciepła, fal radiowych itd.). Aby zrozumieć ten mechanizm, przyjrzyj się wektorowi pola elektrycznego (E), który jest tam ukazany (obliczany na podstawie różnicy gęstości ładunku elektrycznego orbitala). Bo gdy ten wektor oscyluje w jednej osi (np. góra-dół, prawo-lewo itd.), to zachowuje się jak ładunek elektryczny oscylujący wzdłuż anteny radiowej i powoduje wysyłanie lub odbieranie fal elektromagnetycznych (co niestety nie zostało tam ukazane, bo obliczenia są dość skomplikowane), spolaryzowanych w płaszczyźnie, w jakiej on drga. Gdy zaś wektor ten wiruje, atom wysyła światło spolaryzowane kołowo (czyli bez wyróżnionej płaszczyzny polaryzacji). Jest jeszcze trzeci sposób oscylowania, który nie został tam przedstawiony. Przypomina on pompowanie balonu, który na przemian puchnie i kurczy się we wszystkich kierunkach na raz (np. przejście między orbitalem s1 i s2). Nie powoduje on zmian wektora pola elektrycznego, a więc nie wytwarza poprzecznych fal elektromagnetycznych Hertza, dlatego z reguły jest pomijany w takich symulacjach. Według mnie odpowiada on jednak pewnym zjawiskom fizycznym związanym z falami podłużnymi, które mogą być powiązane z grawitacją. O ich istnieniu wspominał Tesla (nazywał je "dźwiękiem w Eterze", bo sposób wibrowania przypomina wibracje dźwiękowe), jednak nikt mu nie wierzył. Taki rodzaj fal powinien być również możliwy do wytworzenia cewką Tesli zakończoną kulą z metalu (zasobnikiem ładunku), i pewnie dlatego większość współczesnych projektów cewki Tesli jest zakończone metalowym torusem, który tego efektu nie powoduje Język2 (czyżby ktoś o tym wiedział i celowo mieszał nam szyki, byśmy tego nie zauważyli przypadkiem? Zły )

Zdaje sobie z tego sprawe ze ciezko w 2D opisac 3D, jednak patrzac na to w 2D, oglupiam moja wyobraznie 3D Uśmiech

Ćwicz swoją wyobraźnię przestrzenną. Ta zdolność może Ci się wkrótce okazać niezbędna podejrzliwy
Zauważ, że Twoja wyobraźnia już pracuje o 1 wymiar wyżej, niż zmysły: przecież w wyobraźni możesz sobie wyobrazić np. szafę wraz z całą zawartością, i wyobrażać sobie tę zawartość bez konieczności otwierania szafy w wyobraźni, czy wyobrazić sobie jej tylną ściankę bez konieczności obchodzenia szafy dookoła w myślach teniec To oznacza, że Twoja wyobraźnia "ogląda przestrzeń trójwymiarową z góry", bo tylko tak można wyjaśnić, że możesz oglądać w wyobraźni każdy punkt objętości tej szafy jednocześnie. W trzech wymiarach musiałbyś obejść szafę dookoła, by zobaczyć jej tylną ściankę, oraz otworzyć ją, by zobaczyć jej zawartość.
Używaj niższych wymiarów jako trampoliny do zaglądania w wyższe wymiary, posługując się analogią. Nasze mózgi/umysły są naturalnie przystosowane do ciągłego rozszerzania swojego obszaru postrzegania wymiarów Cool

OK, na razie tyle, bo mi zaraz przeglądarkę wywali i stracę wszystko, co napisałem :P
Na pozostałe pytania odpowiem następnym razem.

Na razie pobaw się tymi appletami, by dokładniej zrozumieć jak działają orbitale, jakie mają kształty itd.
A, no i daj znać, czy ogarniasz coś z liczb zespolonych i równań różniczkowych cząstkowych, np. takich jak te:


Bo od tego zależy, jak dokładnie będę mógł odpowiedzieć Ci na pozostałe pytania, związane z "częstotliwością własną atomów", ich poziomów energetyczych, i jak one przekładają się na długości fali (kolory) światła wysyłanego/odbieranego przez atomy różnych pierwiastków. Poznanie konrketnych liczb wymaga bowiem wyprowadzenia równania Schrödingera dla elektronu w atomie wodoru, a następnie rozwiązania go dla poszczególnych "stanów stacjonarnych" (rozwiązań bazowych, które są wartościami własnymi tego równania) i przeliczenia na energie, a te na częstotliwości fal światła.
Jeśli jednak nie kumasz z tego ni hu hu język1, to niestety czeka nas nieco dłuższa droga, której być może nie będzie Ci się chciało przejść (ale to już zależy od Ciebie, i jak dużo chcesz wiedzieć na ten temat).

Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

« Ostatnia zmiana: Kwiecień 19, 2017, 10:15:52 wysłane przez Leszek » Zapisane

Naukowy kącik kwantowy Saska:  http://nauka.mistu.info/  usmiech
Ostatnio dodane artykuły: Splątanie kwantowe rozplątane
Lady F
Zaawansowany użytkownik
****
Wiadomości: 273


Merlin



Zobacz profil
« Odpowiedz #4 : Kwiecień 15, 2017, 10:42:13 »


SasQ -

Cytuj
Z całym szacunkiem, ale co właściwie wynika z tego rysunku Russella? Bo jak na moje oko to niewiele :q
Właściwości pierwiastków chemicznych, ani ich widm, to raczej z tego nie wyliczysz Język2
Właściwie, to niewiele chyba da się z tego wyliczyć…

I ja z pelnym szacunkiem odpowiadam. Zadales sobie wiele trudu. Ale koncentrujesz sie wylacznie na modelu orbitalnym (nota bene zapoczatkowanym prawie 100 lat temu) oraz mielisz na rozne sposoby rownanie Schrödingera, tak jak zreszta w oficjalnej nauce obecnie jest. Czyli im wiecej zagmatwane, tym budzace silniejszy respekt. A mnie wydaje sie, ze cala sprawa wyglada bardziej przejrzyscie i wlasnie da sie doskonale wyjasnic w sposob matematyczno-geometryczny, tak jak tu juz wiele na ten temat powiedziano. Takie myslenie w kolejnym stopniu poprowadzi do swiata informatyki i tedy wlasnie droga.

Pozdrawiam przy tej okazji wszystkich sympatykow Swietej Geometrii zyczac Wesolych Swiat!

Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

Zapisane
Lucyfer
Administrator
Ekspert
*****
Wiadomości: 577




Zobacz profil Email
« Odpowiedz #5 : Kwiecień 15, 2017, 13:50:45 »


Cytuj
Z całym szacunkiem, ale co właściwie wynika z tego rysunku Russella?
Russel przekształcił tradycyjny model Układu Okresowego Pierwiastków w sinusoidalny i podzielił na oktawy które wyznaczają gazy szlachetne

     



Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

Zapisane
SasQ
Moderator
Zaawansowany użytkownik
*****
Płeć: Mężczyzna
Wiadomości: 270


Quanta rhei... :-)

5127368

Saskachewan sasq
Zobacz profil WWW Email
« Odpowiedz #6 : Kwiecień 15, 2017, 20:59:49 »


I ja z pelnym szacunkiem odpowiadam. Zadales sobie wiele trudu. Ale

Oh boy, here it comes...  pada deszcz

koncentrujesz sie wylacznie na modelu orbitalnym (nota bene zapoczatkowanym prawie 100 lat temu)

Chyba pomyliły Ci się orbitale kwantowe z orbitami z modelu Bohra. To nie to samo.
Orbity w modelu Bohra były kołowe (a u Sommerfelda eliptyczne), a punktowy elektron krążył po nich niczym planeta wokół słońca. Taki model nie miał prawa działać, z wielu powodów (z których dwa już podałem: wypromieniowywanie energii przez przyspieszany ładunek, oraz wymganie płaskości orbit).
Orbitale w teorii kwantowej to zupełnie inna sprawa: według obowiązującej współcześnie interpretacji (z którą jak wiecie nie do końca się zgadzam), orbitale przedstawiają funkcję falową, która opisuje stan kwantowy elektronu w atomie, a kwadrat modułu amplitudy tej funkcji falowej opisuje "prawdopodobieństwo znalezienia (punktowego) elektronu w danym miejscu w atomie". Większość autorów podkreśla, że funkcja falowa jest "nierzeczywista", że to jedynie "twór matematyczny", który pozwala przewidywać z pewnym prawdopodobieństwem wynik zjawisk kwantowych z udziałem elektronów w atomach. Nie mają już one żadnego związku z orbitami kołowymi z modelu Bohra, i nawet ich nazwa "orbital" oznacza z grubsza "coś przypominającego orbitę, ale nie będącego nią".

A co do koncentrowania się, to koncentruję się na tym, o co zostałem zapytany. Orbitale, ich kształty i działanie, są ważną częścią teorii falowej, bo to coś, co można studiować wizualnie, namacalnie, i co przekłada się wprost na praktyczne zastosowania tej teorii, a więc np. sposób formowania się wiązań chemicznych, energia wiązań, kształty geometryczne molekuł, krystalografia, rozkłady prążków widmowych pierwiastków chemicznych, emisja/absorbcja fal elektromagnetycznych itd. I zarazem jest to coś, co posiada dobre analogie w skali ludzkiej, jak struny gitary, czy membrany bębna – rzeczy i zjawiska, które dobrze znamy, więc możemy przenieść nasze intuicje na ich temat w świat atomów, by lepiej zrozumieć zjawiska, które są szczególne dla skali kwantowej, a dla których trudniej znaleźć analogie w skali ludzkiej.

oraz mielisz na rozne sposoby rownanie Schrödingera

Jeszcze nawet nie zacząłem go tu mielić :P Taki był dopiero plan, jeśli norbic uzna, że chce wiedzieć więcej na ten temat, i podoła matematycznie.
Nie rozumiem jednak co masz przeciwko wyciąganiu praktycznych wniosków i zastosowań z abstrakcyjnego, teoretycznego równania, które samo w sobie nic nie mówi?

tak jak zreszta w oficjalnej nauce obecnie jest.

W oficjalnej nauce mieli się równanie Schödingera na nieco inne sposoby, niż ja to robię, i wyciąga z niego nieco inne wnioski, gdyż funkcja falowa nadal jest traktowana jako byt czysto matematyczny, niefizyczny, opisujący jedynie prawdopodobieństwo znalezienia punktowej cząstki (jak dla mnie jest na odwrót: to funkcja falowa przedstawia elektron sam w sobie, jako strukturę falową, a to cząstki punktowe są tym, co nie istnieje w rzeczywistości, i na tym polega zasadnicza różnica Język2 ).

Czyli im wiecej zagmatwane, tym budzace silniejszy respekt.

Z tym się zgadzam, i dlatego właśnie staram się to odgmatwać, by było prostsze do zrozumienia dla Was wszystkich. Czy to też źle?

A mnie wydaje sie, ze cala sprawa wyglada bardziej przejrzyscie i wlasnie da sie doskonale wyjasnic w sposob matematyczno-geometryczny, tak jak tu juz wiele na ten temat powiedziano.

To wyjaśnij łaskawie, zamiast tylko gadać, że się da. Załóż nowy wątek o modelu układu okresowego Russella i wyjaśnij nam wszystkim, na czym polega geniusz jego podejścia. Bo póki co nie potrafię go tam dostrzec. Zanim jednak to zrobisz, oto lista rzeczy, które taki model musi spełniać, bo robi to już model Schrödingera, a wiele z tych warunków spełniał nawet ten zacofany i niepoprawny model Bohra sprzed 100 lat Język2

1. Musi wyjaśniać strukturę tablicy okresowej pierwiastków i mechanizm stojący za takim a nie innym jej kształtem.
2. Musi wyjaśniać właściwości fizyczne i chemiczne pierwiastków w tej tablicy, takie jak:
a) Różnica między metalami a niemetalami.
b) Praktyczny brak reaktywności gazów szlachetnych.
c) Elektroujemność poszczególnych pierwiastków.
d) Energię jonizacji.
e) Strukturę wiązań chemicznych i geometrię molekuł, jakie tworzą (patrz teoria VSEPR).
3. Wyjaśniać mechanizm emisji i absorbcji fal elektromagnetycznych (światła) przez atomy.
4. Musi wyjaśniać istnienie prążków w widmach światła wysyłanego z atomów i umożliwiać obliczanie ich długości fali.
5. Wyjaśniać efekt rozszczepiania prążków widmowych dla atomów umieszczonych w polu magnetycznym (efekt Zeemana).
6. Wyjaśniać dlaczego niektóre pierwiastki chemiczne, takie jak miedź czy rtęć, wyłamują się ze schematu przydzielania elektronów do poszczególnych powłok (reguła Hunda).
7. Być kompatybilna z wszelkimi eksperymentami kwantowymi, zarówno tymi klasycznymi (np. promieniowanie ciała doskonale czarnego, katastrofa w nadfiolecie, efekt fotoelektryczny, eksperyment z podwójną szczeliną, nierówności Bella), jak i współcześnie przeprowadzanymi (np. gumka kwantowa, splątanie wsteczne itd.).

Takie myslenie w kolejnym stopniu poprowadzi do swiata informatyki i tedy wlasnie droga.

Informatyka nie jest wcale nauką podstawową. I mówię to jako inżynier informatyk z wykształcenia.

Russel przekształcił tradycyjny model Układu Okresowego Pierwiastków w sinusoidalny i podzielił na oktawy które wyznaczają gazy szlachetne.

To już wiem. Pytałem raczej co z tego wynika.
Bo to żadna sztuka wyrazić układ okresowy w innej formie. Sam widziałem już kilka różnych jej postaci, np. okrągłą:


piramidalną:


czworościenną:


czy nawet takie bezkształtne ameby:


Jednak żadna z nich nie wnosi niczego nowego do tematu, nie wyjaśnia żadnych nowych zagadek, nie dostarcza nowych odpowiedzi na pytania (a często wręcz nie odpowiada na pytania, na które odpowiada już tradycyjna wersja tablicy okresowej).

Z obrazka Russella, który zapodała Lady F., wynika jedynie prawo oktaw, czyli podwajania, a więc nic bardziej wzniosłego niż ciąg geometryczny 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ...  Prawo oktaw było już proponowane dla tablicy okresowej pierwiastków, wieki temu, jeszcze przed Mendelejewem, przez Johna Newlandsa w 1865 roku, więc Russell tutaj niestety Ameryki nie odkrył. Jednak było to dość prymitywne podejście, takie "pierwsze przybliżenie" struktury tablicy okresowej, oparte na fakcie, że co ósmy pierwiastek ma podobne właściwości.

Niestety, jak to mówią, "diabeł tkwi w szczegółach", bo prawo oktaw nie jest spełniane przez wszystkie pierwiastki. Np. między wodorem a helem nie ma żadnych pierwiastków (ośmiu): tu różnica wynosi 2. Oczywiście można się spierać, że jest podwojenie (1 vs. 2), a dwójka też należy do tego szeregu geometrycznego. Ale wtedy czemu w tablicy pierwiastków nie występują żadne wzorce oparte na czwórce, ani na szesnastce? Czemu tylko 2 i 8?
Do tego pojawiają się okresy co 18, a 18 nie należy już do tego samego szeregu geometrycznego Język2 Jak wyjaśnić tę rozbieżność?
Jak wyjaśnić lantanowce i aktynowce z tego wąskiego paska pod spodem?
Jak prawo oktaw rozróżnia metale od niemetali?
Co nam może powiedzieć o elektroujemności pierwiastków chemicznych i innych ich właściwościach?
Jak wyjaśnić pierwiastki, które "łamią schemat", jak np. miedź czy rtęć? (reguła Hunda)
Dlaczego pierwiastki zaczynają być niestabilne powyżej 92?

Na żadne z tych pytań nie znajdziemy odpowiedzi ani w modelu Newlandsa, ani na rycinie Russella, a nawet trudno je znaleźć w modelu Bohra (choć nawet błędny model Bohra wyjaśniał więcej, niż oktawy).
Są za to od dawna nawet w klasycznym podejściu do fizyki kwantowej i równania Schrödingera, bo nawet jego naiwne zastosowanie pozwala wyjaśnić strukturę układu okresowego bardzo dobrze: poszczególne prostokątne bloki tej tabeli odpowiadają poszczególnym typom orbitali zajmowanych kolejno przez elektrony według ich szeregu energetycznego:


Czy model oktawowy Russella jest w stanie zrobić to samo?
Póki co tego nie zrobił, i obawiam się, że nie zrobi.
Bo nie wystarczy narysować wężyk (który nawet nie jest sinusoidą) przewleczony przez oś z naniesionymi pierwiastkami, i dorobić do tego ezoteryczną filozofię. Podobnie jak nie wystarczy narysować wężyk przechodzący przez liczby pierwsze na osi liczbowej i nazwać to "falową teorią liczb pierwszych". Modele fizyczne nie tworzy się po to, by się do nich modlić i podziwiać obrazki, tylko po to, by odpowiadały na interesujące nas pytania, pozwalały przewidywać wyniki eksperymentów, czy rozwikłać tajemnice Wszechświata i zrozumieć jego działanie.

Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

« Ostatnia zmiana: Kwiecień 19, 2017, 10:14:20 wysłane przez Leszek » Zapisane

Naukowy kącik kwantowy Saska:  http://nauka.mistu.info/  usmiech
Ostatnio dodane artykuły: Splątanie kwantowe rozplątane
norbic
Użytkownik
**
Wiadomości: 36



Zobacz profil Email
« Odpowiedz #7 : Kwiecień 16, 2017, 04:40:02 »


SasQ
Bardzo dziekuje za kolejny wyklad Uśmiech coprawda w wiekosci powtorkowy Uśmiech Ale to milo spotkac kogos ktoremu sie chce cokolwiek wytlumaczyc Uśmiech.
Pewien madry gosc powiedzial kiedys ze nie robi sie we trzech tego co mozna zrobic we dwoch, nazywal sie William Ockham.
Wydaje mi sie ze wszystkie zagadnienia fizyki mozna rozwiazac w tych trzech wymiarach co znamy no i dolozylbym do tego tez czas, mimo ze twierdzisz ze jak nic sie nie dzieje to czasu niema. (o moim szerszym pojeciu czasu pogadamy innym razem). Nie zatrudnialbym do tej ciezkiej pracy dodatkowego wymiaru, dopuki nie wyczerpiemy wszystkich mozliwosci w tych ktore juz znamy.  Na przywolanie jakiejs boskiej istoty czy wymiaru smiech2 nam pokazala jak to dziala zawsze przyjdzie czas Uśmiech. No ale oczywiscie nie powinnismy wykluczac ich istnienia puki niemamy na to konkretncyh dowodow na ich nieistnienie Uśmiech to tak smiech2 nie urazic wierzacych Uśmiech. A tak nawiasem mowiac czy przypadkiem "tradycyjna fizyka" nie znalazla sie w ciemnym zaulku za sprawa powolanej do zycia "cudownej istoty" ? no nie wiem ale prof. Krzysztof Meissner twierdzi ze to wina matematykow ktorzy zostali w tyle za fizyka o jakies 30 lat Uśmiech. No ale mniejsza z tym Uśmiech.

Cytuj
Polecam więc zastanowić się, jakie właściwie mamy dowody na istnienie tych trzech wymiarów, których istnienie każdy uznaje za oczywistą oczywistość Zły

Fakt Uśmiech niektorzy znaja tylko 2 i nie rozumienia trzeciego wymiaru! (tu moge podac nazwiska)


Cytuj
Używaj niższych wymiarów jako trampoliny do zaglądania w wyższe wymiary, posługując się analogią. Nasze mózgi/umysły są naturalnie przystosowane do ciągłego rozszerzania swojego obszaru postrzegania wymiarów Cool
W wielu przypadkach to insynuacja typu: jestem w 3 wymiarach i mam sen w nastepncyh 3 czyli mam juz 6 wymiarow Uśmiech a widzialem wypowiedzi takich co w tym wypadku mowiliby o 9 Uśmiech

Cytuj
Taki rodzaj fal powinien być również możliwy do wytworzenia cewką Tesli zakończoną kulą z metalu (zasobnikiem ładunku), i pewnie dlatego większość współczesnych projektów cewki Tesli jest zakończone metalowym torusem, który tego efektu nie powoduje Język2 (czyżby ktoś o tym wiedział i celowo mieszał nam szyki, byśmy tego nie zauważyli przypadkiem? Zły )
Bawilem sie cewkami tesli (raczej powinno sie uzyc nazwy transformator nie cewka) z torusem byla fajniejsza zabawa, ale na obie wersje nieznalazlem praktycznego zastosowania. Czemu nie skonstruujesz sobie jednej, mysle ze nikt nie bedzie mieszal Ci szykow bo mnie nikt nie mieszal. Ja niemialem odpowiedniego sprzetu aby sprawdzic obecnosc tak specyficznej fali i mysle ze bylo by to dosc skomplikowane technicznie.

Cytuj
Na razie pobaw się tymi appletami, by dokładniej zrozumieć jak działają orbitale, jakie mają kształty itd.
A, no i daj znać, czy ogarniasz coś z liczb zespolonych i równań różniczkowych cząstkowych,
appleciki sa debesciarskie Uśmiech prawie tak sobie to wyobrazalem, oczywiscie zdaje sobie sprawe ze sa wizualizacyjnym uogulnieniem punkcikow wynikajacych z odpowiedniego rownania Uśmiech

Cytuj
Czas nie jest odrębnym wymiarem – znajduje się już pośród tych trzech, które znamy. To kolejne z moich własnych odkryć. Czas to nasz sposób na mierzenie ruchu
A ja lubie jak nic sie nie dzieje ja sobie leze i nic nie robie a czas sobie plynie Uśmiech analogiczie Einstein tez lubial wiedziec ze ksiezyc jest tam gdzie powinien nawet jak on na niego nie patrzy.

Cytuj
Czyli w razie czego mogę zarzucić jakimiś wzorami czy równaniami, bez obaw, że uciekniesz gdzie pieprz rośnie?  krzywy
Ja mam nadzieje ze Ty nie uciekniesz ! Uśmiech ale mam taka propozycje smiech2 stwozyc jeden watek prosty, a dodatkowy "zaawansowany" w prostym dla chetncyh zawsze mozna umiescic link dla chetncyh Uśmiech

Cytuj
Też lubię eksperymentować i uważam, że eksperymentowanie (czyli zadawanie pytań u źródła, samej naturze) to jedyny sposób, by poznać prawdę o działaniu Wszechświata.

z mojego punktu widzenia to wyeliminowanie bledow w spostrzezeniach innych Uśmiech. Dzis eksperymentowalem ze spawarka i napromieniaowalem sobie lewe ramie Uśmiech zupelnie jakbym sie opalal pod kwarcowka Uśmiech probowales tak ?

Cytuj
3) Porzucił ideę punktowych cząstek całkowicie, jako nie mającą podstaw i prowadzącą do paradoksów (usunięcie jej pomogło te paradoksy rozwiązać).

analogicznie .. byc moze porzucenie pomyslu nowych wymiarow tez nam pomoze pozbyc sie jakis paradoksow.

Cytuj
W moim przypadku zaczęło się dawno temu, gdy miałem 16 lat. Zauważyłem, że to, czy coś wydaje się nam być falą, czy cząstką, ma jakiś związek z częstotliwością tej fali. Np. fale radiowe mogą z łatwością przenikać ściany, ale gdy zwiększymy częstotliwość, to mikrofale, podczerwień itd. zaczynają już mieć trudność z przenikaniem różnych przeszkód..

to tak mniej wiecej jak ja (pod koniec lat 90-tych)… z tym ze ponad 10 lat wczesniej (polowa lat 80-tych) juz mialem problem z ominieciem przeszkod moich fal radiowych Uśmiech co raz na czas mi sie udawalo Uśmiech

Cytuj
z równania falowego Schrödingera, a z tych z kolei poziomy energetyczne elektronu w atomie, z których wynikają długości fal prążków widmowych...
z rownania Schrödingera najbardziej mie sie podoba jego kot Uśmiech (to pol zartem pol serio, powrocimy do tego innym razem)

Cytuj
Istnieją różne sposoby, na jakie przestrzeń może wibrować; fale elektromagnetyczne są tylko jednym z nich. Fale materii działają w nieco inny sposób (choć powiązany).

Wlasnie ! Skoro jest wibracja to ma jakas czestotliwosc, czemu nikt sie nie fatyguje sprecyzowac jaka ? ... ktos by powiedzial: moze komus nie jest na reke podac takie informacje Uśmiech ( to zart z mojej strony )

Cytuj
BTW pożyczyć Ci kilka spacji? Przydają się np. do oddzielania "nie" od czasowników aniolek

Sorry Uśmiech jestem dyslektykiem i poprawne pisanie i czytanie niezawsze mi wychodzi Uśmiech (za wszystklie bledy doczesne i przyszle przepraszam)

Cytuj
Gorzej, gdy wiesz już, czego szukać, ale nigdzie tego nie ma  Język2
Natrafiasz tylko na błędy 404, wyrwane strony w książkach, zamalowane obrazki i prace naukowe, w których ma się wrażenie, że jakieś fragmenty tekstu zostały usunięte Buzia na kłódkę

To pewnie dlatego ze miales link do pracy doktorskiej kogos co te prace sobie kupil Uśmiech wiec cudem byloby smiech2 byla opublikowana Uśmiech 

Cytuj
Jeśli jednak nie kumasz z tego ni hu hu język1, to niestety czeka nas nieco dłuższa droga, której być może nie będzie Ci się chciało przejść (ale to już zależy od Ciebie, i jak dużo chcesz wiedzieć na ten temat).

Mam nadzieje ze kumam wiecej niz te “hu hu” Uśmiech ale z checia przejde takze te dluzsza droge bo od czasow szkolnych pewnie troszke mi z glowy wylecialo Uśmiech ( i tu proponowalbym stworzenie dodatkowych tematow jak struktura tablicy mendelejewa itd.)
Ale jednoczesnie moze by sie pokusic o kontynuacje watku dla bardziej zaawansowancyh, bo moze niektorzy rozumieja ze pierwiastki w roznych temperaturach i roznych okolicznosciach maja inne charakterystyki Uśmiech a przy 0 Kelvin to juz az przerazajace.
I byc moze byloby mozliwe okreslenie przy odpowiednich warunkach harakterystycznej czestotliwosci kazdego z atomow, a biorac pod uwage ze kazdy atom ma okreslona mase a im cos wieksze tym czestotliwosc mniejsza, a tak … i pewnie znajdzie sie problem z tym ze jak wytraca energie to takze wytraca czestotliwosc … no i moze faktycznie matematyka jest w tyle za fizyka ? Uśmiech

Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

Zapisane
Lady F
Zaawansowany użytkownik
****
Wiadomości: 273


Merlin



Zobacz profil
« Odpowiedz #8 : Kwiecień 16, 2017, 11:46:46 »


SasQ -

Cytuj
Chyba pomyliły Ci się orbitale kwantowe z orbitami z modelu Bohra. To nie to samo.

Niestety nie. Nie wiem nawet dlaczego w pierwszym rzedzie tak pomyslales myśli

Czytalam pare prac na ten temat :
http://www.ku.de/fileadmin/150109/AKE_SS2014.pdf
http://www.udkm.physik.uni-potsdam.de/medien/teaching/SS2012/SGLH2.pdf

Cytuj
To wyjaśnij łaskawie, zamiast tylko gadać, że się da. Załóż nowy wątek o modelu układu okresowego Russella i wyjaśnij nam wszystkim, na czym polega geniusz jego podejścia.

Swieta Geometria daje doskonala odpowiedz na wiele pytan, to to podoba mi sie, ksztalt, przyporzadkowanie i scisle zaleznosci, ktorymi rzadzi sie natura. Niektorzy szukaja wyjasnienia (na to samo) w matematyczno-fizycznym modelu, a inni dali swietna odpowiedz dzieki geometrycznym ksztaltom. Tylko, ze na pierwszy rzut oka wydaje sie to zbyt banalne, aby faktycznie moglo funkcjonowac. A jeszcze inni spychaja z szyderczym usmiechem do lamusa oznaczajac pejoratywnie - alchemia.
I ja dlugo studiowalam te geometrie, aby w koncu przyznac jej racje.
Ale zakorzenione (byc moze celowo) ziarno, ktore zasiano mi w szkole, nakazywalo myslec wylacznie konwencjonalnie, tak jak w tych obiegowych modelach, koleczka i krzyzyki, oraz orbity i cala masa najrozmaitszych przyporzadkowan (oczywiscie w 3D). No coz, autorytety z tego zakresu podzielily sie domena i utworzyly swoja wlasna teorie, i modele, oczywiscie jest to kolejna indoktrynacja. Wolne myslenie jest luksusem i czesto spotyka sie z czyms takim :  Język2  język1  Język2 w celu osmieszenia i upokorzenia. Ciekawe dlaczego?

Wiec, geniusz Russella polega wg mnie oczywiscie na ujeciu geometrycznym ukladu pierwiastkow (i nie tylko o pierwiastki chodzi).

norbic
-

Cytuj
ale mam taka propozycje  stwozyc jeden watek prosty, a dodatkowy "zaawansowany" w prostym dla chetncyh zawsze mozna umiescic link dla chetncyh  

I znowu propozycja tworzenia czegos nowego, dla potencjalnych "chetnych". Po co wciaz tworzyc jakies "watki", nie mozna poprostu normalnie podyskutowac. Przeciez nic nie trwa wiecznie, korzystajmy z radochy wymiany informacji "tu i teraz".

Fajnie norbic, ze jestes, SasQ ma w koncu rownego sobie do dysput i wymiany, zycze Wam owocnej wspolpracy w kulturalnym stylu.


Share this topic on FacebookShare this topic on GoogleShare this topic on MagnoliaShare this topic on TwitterShare this topic on Google buzz 

« Ostatnia zmiana: Kwiecień 16, 2017, 11:53:58 wysłane przez Lady F » Zapisane
Strony: 1 2 »   Do góry
  Drukuj  
 
Skocz do:  

Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006-2009, Simple Machines
BlueSkies design by Bloc | XHTML | CSS