Есть ли у электрона энергия, заставляющая его вечно вращаться вокруг ядра?

По представлениям классической механики - есть. А с точки зрения квантовой физики - всё очень сложно.                                    





К счастью, наука не имеет ничего общего с религией, иначе учёные прошлого века так легко не отказались бы от "догм" классической механики. Ведь с открытием электрона стало абсолютно непонятно, как вообще эта частица "работает". Согласно классическим представлениям, электрон должен был обязательно упасть на ядро, потому что:
Электрон существует где-то вблизи ядра за счёт сил электростатического притяжения.
Он обязан вращаться вокруг ядра по тем же причинам, по каким Земля вращается вокруг Солнца, только сила взаимодействия другая - не гравитационная, зато с той же зависимостью силы от радиуса.
При круговом вращении он испытывает центростремительное ускорение, направленное к центру, и поэтому должен излучать энергию (свет) по классическим законам электромагнетизма.
Следовательно, при таком движении он постоянно теряет свою (кинетическую) энергию и обязан упасть на ядро.
×


Но если ли вообще какая-либо энергия у электрона, которая заставляет его постоянно крутиться вокруг ядра и не сваливаться на него? С точки зрения квантовой механики, вопрос этот абсолютно не имеет смысла. Энергия электрону не нужна и никакие электромагнитные волны он не излучает, да и вокруг ядра он не вращается.
Вся проблема в классической физике, которая рассматривала электрон исключительно как частицу. Но согласно квантовой механике, электрон - это одновременно и частица и волна. Волны же бывают бегущими и стоячими. Бегущие волны - это когда на пути "кругов на воде" нет никаких препятствий. Продолжая аналогию с водой, можно сказать, что стоячие волны - это когда в тазик с водой кинули камешек, и бегущая к стенкам тазика волна столкнулась с той, что уже от нее отразилась. Эти "горбы" и "впадины", находящиеся на каком-то расстоянии от стенки, и есть так называемые стоячие волны.
Нечто похожее происходит и с атомом. Только в нём две "стенки" - ядро и сила электрического притяжения между ядром и электроном, которая не позволяет последнему покинуть орбиту. А орбита электрона, в свою очередь, это то место, где амплитуда "электронной" стоячей волны находится в максимальном значении. И оставаться на ней он может вечно, поскольку там нет ни изменения скорости и, следовательно, никакого излучения.    
Этот суровый англичанин в 1897 поведал миру о существовании ранее неведомой частицы


Разумеется, объяснение природы электрона в посте сильно упрощено. Эксперты, ваш выход!
К счастью, наука не имеет ничего общего с религией, иначе учёные прошлого века так легко не отказались бы от "догм" классической механики. Ведь с открытием электрона стало абсолютно непонятно, как вообще эта частица "работает". Согласно классическим представлениям, электрон должен был обязательно упасть на ядро, потому что:
Электрон существует где-то вблизи ядра за счёт сил электростатического притяжения.
Он обязан вращаться вокруг ядра по тем же причинам, по каким Земля вращается вокруг Солнца, только сила взаимодействия другая - не гравитационная, зато с той же зависимостью силы от радиуса.
При круговом вращении он испытывает центростремительное ускорение, направленное к центру, и поэтому должен излучать энергию (свет) по классическим законам электромагнетизма.
Следовательно, при таком движении он постоянно теряет свою (кинетическую) энергию и обязан упасть на ядро.
Но если ли вообще какая-либо энергия у электрона, которая заставляет его постоянно крутиться вокруг ядра и не сваливаться на него? С точки зрения квантовой механики, вопрос этот абсолютно не имеет смысла. Энергия электрону не нужна и никакие электромагнитные волны он не излучает, да и вокруг ядра он не вращается.
Вся проблема в классической физике, которая рассматривала электрон исключительно как частицу. Но согласно квантовой механике, электрон - это одновременно и частица и волна. Волны же бывают бегущими и стоячими. Бегущие волны - это когда на пути "кругов на воде" нет никаких препятствий. Продолжая аналогию с водой, можно сказать, что стоячие волны - это когда в тазик с водой кинули камешек, и бегущая к стенкам тазика волна столкнулась с той, что уже от нее отразилась. Эти "горбы" и "впадины", находящиеся на каком-то расстоянии от стенки, и есть так называемые стоячие волны.
Нечто похожее происходит и с атомом. Только в нём две "стенки" - ядро и сила электрического притяжения между ядром и электроном, которая не позволяет последнему покинуть орбиту. А орбита электрона, в свою очередь, это то место, где амплитуда "электронной" стоячей волны находится в максимальном значении. И оставаться на ней он может вечно, поскольку там нет ни изменения скорости и, следовательно, никакого излучения.    
Разумеется, объяснение природы электрона в посте сильно упрощено. Эксперты, ваш выход!