Question:
Comment un électron se déplace-t-il dans une orbitale? Est-ce «vague» ou aléatoire?
Lance Pollard
2014-09-15 01:52:02 UTC
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Lorsqu'un électron se déplace sur son orbite, est-ce qu'il se déplace réellement comme une onde, comme le montre cette vidéo? (Par vague, je veux dire, «l'électron» dans cette vidéo le montre en suivant un chemin prévisible semblable à une vague, ce qui signifierait que vous pourriez déterminer avec précision sa position, ce que vous ne pouvez évidemment pas).

http://i.imgur.com/DrBIfBV.png

Ou, au lieu de cela, a-t-il simplement une certaine probabilité d'être dans l'espace de cette orbitale et de sauter au hasard d'un point à un autre? Ou sinon, comment l'électron se déplace-t-il sur son orbite?

Connexes: http://physics.stackexchange.com/q/2860/2451 et les liens y figurant.
Visitez: [À quoi ressemblent vraiment les atomes? »] (Https://www.uwgb.edu/dutchs/Petrology/WhatAtomsLookLike.HTM)
Quatre réponses:
dmckee --- ex-moderator kitten
2014-09-15 02:22:27 UTC
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Les orbitales sont des solutions aux équations d'ondes quantiques indépendantes du temps .

Autrement dit, il n'y a pas de dépendance temporelle. Il n'y a pas de petite boule en mouvement, l'électron a une caractéristique quantique et existe sans une position bien définie ni un élan bien défini.

Cependant, il a un moment angulaire bien défini, juste pour rendre les choses confuses.
Il vaut la peine de le répéter: il n'y a pas de petite boule en mouvement.
Assez confus, vous pouvez cependant prendre une photo de la petite balle là-dedans, avec une position définie.Même s'il n'y a pas de petite boule en mouvement ... Cependant, quand vous faites cela, la petite boule n'est plus "dans" l'orbitale.
Anthony
2014-09-15 02:41:46 UTC
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dmckee a raison. Cependant, je voudrais ajouter quelques notes pour fournir une connexion intuitive entre la question du demandeur et la réponse.

Lorsque nous concevons l'orbitale comme une surface à 2 dimensions dans un espace à 3 dimensions, comme dans la vidéo ci-dessus, nous ne regardons pas l'orbitale. Nous pourrions être tentés de dire que nous regardons le contour de l'orbitale, mais l'orbitale s'étend infiniment dans l'espace. Ce que nous regardons en fait, c'est une surface dans laquelle la probabilité de trouver l'électron est inférieure à un certain nombre, par exemple 90%. En général, un choix de probabilité différent ne changera pas la forme de la surface. Ceci est pratique pour comprendre à quoi ressemblent les orbitales.

Cela étant dit, l'orbitale n'est pas une surface à 2 dimensions dans un espace à 3 dimensions. L'orbitale est un scalaire complexe dans un espace tridimensionnel, ce qui signifie que pour chaque point $ (x, y, z) $, l'orbitale a une partie réelle et imaginaire. Cela étant dit, nous ne nous soucions généralement que de la magnitude qui est un nombre réel positif. La signification physique de ce nombre est la probabilité par unité de volume, pour l'électron de se trouver en ce point dans l'espace.

Pour votre information, calculer la surface dans laquelle il y a 90% de probabilité est en fait assez difficile à moins que l'orbite ne soit vraiment simple et analytique.Donc, généralement, ce qui est tracé n'est qu'une isosurface sur laquelle la densité de probabilité est à un chiffre donné, car c'est beaucoup plus facile.
Isosurface, c'est le mot que je cherchais.Je vous remercie
Elio Fabri
2018-10-18 15:40:01 UTC
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Ni l'un ni l'autre. Les électrons des "orbitales" ne bougent pas (je n'aime pas le terme "orbitale". Je laisse le soin aux chimistes. Je préfère la "fonction d'onde". Plus exactement, la fonction d'onde d'un état stationnaire. Cela signifie que rien ne change dans le temps .)

Il n'est même pas correct d'identifier une fonction d'onde avec une "amplitude de probabilité", c'est-à-dire comme donnant une densité de probabilité avec son module au carré. C'est vrai, mais ce n'est pas tout. Une fonction d'onde vous permet de calculer la valeur moyenne de toute observable que vous voulez, par ex. moment cinétique. Comme le note @JerrySchirmer, un électron dans un état stationnaire peut bien avoir un moment angulaire défini (non nul) (pas nécessairement, cependant).

L'électron n'a pas de position définie, vous ne pouvez pas non plus dire qu'il bouge ... et ainsi de suite. Si tout cela semble paradoxal, bienvenue dans la mécanique quantique. Un point n'est jamais trop souligné: vous ne pouvez pas comprendre les concepts de QM en les réduisant au monde classique. Des idées entièrement nouvelles y sont à l'œuvre, et le langage actuel n'a aucun espoir de les exprimer, même pas approximativement.

Feynman en parle dans plusieurs pages de QED. Juste une citation:

"La théorie de l'électrodynamique quantique décrit la nature comme absurde du point de vue du bon sens. Et elle s'accorde pleinement avec l'expérience. J'espère donc que vous pourrez accepter la nature telle qu'elle est - absurde."

Juste un petit commentaire sur ces mots. La nature n'est pas seulement absurde pour le bon sens. Il en est de même pour un physicien classique, quand il s'agit des phénomènes que nous avons commencé à rencontrer il y a un siècle ou un peu plus. De plus, je suis moins optimiste que Feynman ne l’a été lors de cette conférence. Je ne crois pas que les auditeurs de Feynman auront accepté quelque chose. Plus probablement, ils auront quitté la salle de conférence en se disant "Je ne peux pas y croire, mais si un grand homme comme Feynman dit que c'est ainsi, je vais incliner la tête, respectueux."

J'ai également visité le lien fourni par @ImmortalPlayer.Je suis désolé mais je pense que ces réponses manquent trop d'importance.Il n'y a rien de mal, mais à mon avis, la vraie difficulté n'est pas abordée - juste touchée.Celui qui veut aborder la gestion de la qualité doit accepter qu'une toute nouvelle façon de penser les phénomènes et théories physiques est nécessaire - un nouveau paradigme , pour reprendre un mot inventé par Thomas Kuhn.Ce n'est pas impossible, et les premières étapes peuvent également être franchies avant de se plonger dans une étude de physique avancée.Mais la bonne attitude est essentielle: ne pas exiger que le nouveau monde physique soit compréhensible en restant dans les vieilles habitudes de pensée.

Sadiq Saleem
2018-10-18 12:46:25 UTC
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Selon la dualité des particules d'onde, un électron se comporte comme une onde et comme une particule dans certains cas.mais lorsque nous parlons spécifiquement du mouvement d'un électron autour d'un noyau, il se comporte comme une onde.Par conséquent, dans le phénomène de capture d'électrons, nous savons que le noyau capture l'électron lorsqu'il se déplace comme une onde.

"le noyau capture l'électron alors qu'il se déplace comme une onde" n'a pas beaucoup de sens pour moi.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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