Комментарии 96
Статья прекрасный образец того насколько ChatGPT изъясняется лучше и понятней человека.
Какой размер у электрона?
Размер электрона — вопрос, связанный с квантовой механикой и физикой элементарных частиц. В классическом смысле, размер объекта определяется его физическими границами, но электрон является фундаментальной частицей, у которой нет внутренней структуры, как, например, у атомов.Современная наука рассматривает электрон как точечную частицу без измеримого радиуса. В экспериментальных исследованиях, включая исследования по рассеянию частиц, ученые не обнаружили какого-либо внутреннего размера электрона. Радиус электрона, называемый классическим радиусом электрона, который теоретически может быть вычислен, составляет около 2.82×10−152.82 \times 10^{-15}2.82×10−15 метра, но это не физический размер, а параметр, используемый в расчетах электромагнитного взаимодействия.
Таким образом, можно сказать, что у электрона нет четко определенного размера в традиционном понимании, и он рассматривается как точечный объект с размером, близким к нулю.
А человек даст много воды, попытается пографоманствовать, термины будет объяснять терминами и потеряет нить изложеня под конец.
Потому что человек описывает чтото через способ которым к этому пришел.
Говоря грубо - это описание гораздо ближе к акту конструирования лингвистической модели нежели к ее использованию. А в этом контексте все же ровно наоборот. При любом качестве рассуждений у человека есть будущее в котором качество выше, и это - его сущностная черта. Она присуща всем людям, часть мышления. А у ЛЛ такого будущего нет. Именно поэтому человек создал ЛЛ а не ЛЛ человека
А вот если бы вы воспользовались ChatGPT - мы бы вас смогли понять.
В этой статье автор приводит три различных значения размера электрона, кучу воды и ни одного замечания о том, как он к этим значениям пришёл. Или как к этим значениям пришли когда-то учёные. Справочник - это такая штука, которую своими словами пересказывать не только не полезно, но даже и вредно.
Я разок его убедил, что электрон, это не частица, а электромагнитное излучение от протона. Так что верить гпт, мы тоже не будем;)
насколько ChatGPT изъясняется лучше и понятней человека
И даже телегу не рекламирует, какой ChatGPT молодец
"...нет внутренней структуры, как, например, у атомов" - так если атом состоит частично и из электронов, то и у него нет физической границы )
то есть, то, что chat gpt отвечает всегда текстом на 2-3 абзаца с шаблонными первыми и последними предложениями - это хорошо? и остальные подробности из статьи в цитате тоже как-то зашифрованы?
"но электрон является фундаментальной частицей, у которой нет внутренней структуры, как, например, у атомов."
Несмотря на то, что до сих пор никаких экспериментальных указаний на неточечную структуру лептонов не обнаружено, делаются попытки построить теории, в которых лептоны (и другая группа фундаментальных фермионов — кварки) были бы составными объектами. Рабочее название для гипотетических частиц, составляющих кварки и лептоны, — преоны.
Электрон же по современным представлениям истинно элементарная частица в отличии протона например который состоит из кварков?.
Но тогда почему у электрона 1 ? Просто электрон же принят за единицу от этого растет дробный заряд кварков ? Весь ничего не стоит считать заряд кварков 1 и 2 а заряд электрона 3 ? Ну и для удобства иначе придется считать сто можно добавлять заряд только по 3 условные единицы за которую принят заряд кварка. А это не так удобно. И по массе а что является источником массы электрона у протона как масса кварков так и энергия их связи на сколько я понимаю?
Ну и механизм предающий заряд кваркам и электрону он одинаков или имеет разную еще не открытую природу ?
А так да электрон по идее простая элементарная частица но мне кажется разбираться с ней наука может сильно дольше чем с остальными.
А ведь есть еще и Мюон похож на электрон но тяжелее в 207 раз. Вот интересно а он что такое ? Электрон в который засунули каким-то образом энергию ? или совсем другая частица.
Жаль что понятные обывателю ответы мы можем получить лет через 100.
Жаль что понятные обывателю ответы мы можем получить лет через 100.
Тут скорее жаль, что обывателя, способного понять эти ответы они смогут получить лет через сто. А мы такого обывателя не получим- не доживем просто. Обывателя, способного понять теорему Пифагора мы до сих пор не получили- теореме 2000 лет, доказательство на бумаге рисуется три минуты, а обыватель- до сих пор не понимает его!
Почему у электрона заряд 1
Потому что электроны течь по проводам научили, а кварки — нет.
Масса у электрона появляется из-за механизма Хиггса. Ненулевое поле Хиггса во всём пространстве, бозон Хиггса как его квант и всё такое.
Заряд у электрона в числовом выражении зависит от выбранной системы единиц. В СИ заряд электрона равен -1.602176634×10^-19. В Гауссовой системе примерно -4.80320471×10^-10. В атомной системе единиц -1. В рациональной системе единиц примерно -0.30282212088. Вы можете выбрать систему единиц, в которой заряд электрона будет равен хоть 3, хоть 8, хоть 42. Знаете, что из-за этого поменяется в физической картине мира? Вообще ничего. Ваш рост никак не зависит от того, измеряете ли вы его в сантиметрах, в дюймах или в Статуях Свободы.
Это означает, что его размер не является четко определенным понятием в классическом смысле слова.
в КМ много чего не имеет смысла в классическом понимании - например траектория, координата (в силу неопределенности Гайхенбьерга), сила...
А импульс и энергия заменяются операторами импульса и энергии
А еще электрон не имеет точно определенной массы. Потому как непонятно где собственно масса электрона а где энергия электрического поля.
Оценю статью словами Сократа: «Как много на свете вещей, которые нам не нужны!»
У электрона нет свойства "размер", также как нет, например, свойства "запах". Фраза "размер электрона" просто бессмысленна.
И что он не существует, и что он не частица даже если существует, и прочее.
Нет никаких частиц и волн, это всё условности. Есть некие явления природы, которые нам удобно описывать в разных ситуациях разным матаппаратом, например, волновыми или дельта функциями. Это модели, а у любых моделей есть границы применимости.
Это очень похоже на вопрос "Какой размер у солитона?".
Я бы предложил прежде всего определиться, что мы понимаем под электроном.
Мультиверсный электрон ака «электронное облако»? Его внешний размер (тысызыть, bound box) есть функция от произвольно выбранного порога вероятности. (Если мы возьмём электрон на s-орбитали, вероятность уменьшается в обе стороны от некоторого радиуса, так что зависимость приобретает функциональный характер, если мы ограничимся градиентом в одну сторону, либо внутрь, либо наружу, поэтому и важно уточнение, что размер внешний). И при достаточно малом значении этого порога размер электрона может быть и километр, и парсек, и диаметр вселенной. Так вот устроен мир, что у мультиверсного электрона нет размера.
Обычно задаются каким-то совершенно высосанным из пальца числом типа 0.9 и говорят про «характерный размер». Как дети, ей-богу.
А если мы возьмём синглверсный электрон (то, что клубится в нашем электронном облаке), то тут уже всё сильно сложнее. Кто-то говорит, что это безразмерная точка, кто-то — что очень малоразмерная (на много порядков меньше характерного размера), а я скажу, что надо подождать квантовую теорию гравитации.
А какой размер у атома? где он заканчивается? Да что атом, можно вообще макрообъект взять. Вот где кончается атмосфера земли и начинается космос?
Когда говорят "понять" - то обычно имеется ввиду "свести явление к уже известным". А в квантовой механике всё и так... элементарно. Математика выглядит спасением - мы не можем сказать что это, но можем хотя бы описать свойства.
Чтобы говорить о размере чего-либо надо сначала дать точное определение что такое "размер".
Мне больше всего нравится идея что электроны в атоме это нечто вроде волновых узоров которые возникают от вибрации на воде. Типа такого как на иллюстрации в статье. И тут ни о каком размере частицы и речи быть не должно, только о величине энергии. Неделимые шарики это архаизм
Всё просто, согласно принципа Паули два электрона не могут занимать одно место, значит они имеют какой-то объём, который можно подсчитать, узнав сколько электронов максимум можно запихать в кубический миллиметр.
Хорошая статья, жаль, что заминусовали.
Хорошая даже не в смысле контента, а в смысле посыла. А посыл в том, что нам в школе не объяснили, что электрон - это не шарик, который летает вокруг ядра. И подавляющее большинство даже очень образованных и знающих физику и математику людей, оказываются обескуражены, когда внезапно узнают этот факт. И чтобы вернуться в зону комфорта, они начинают искренне думать, что "ну наверное он всё равно типа шарик, ну там с приколами - облако там какое-то у него бывает, или там волна - но это какая-то экзотика из черных дыр, а в обычном мире он все равно шарик"
Но нет. Вообще не шарик. И вообще ни-что-нибудь. И мы вообще не знаем, что это такое и посмотреть на него не можем. И так далее. И у него есть свойства, которые нельзя объяснить простыми и понятными нам терминами - и это не какие-то магические свойства его, а вполне повседневные!
Для таких ситуаций и нужны такие статьи - когда человека надо последовательно подводить к непривычной для него информации, опровергая типичные заблуждения, типа "ну вот в учебнике же нарисовано!" (там неправильно), "ну вот по проводам же они текут!"(нет, не текут), "ну облако же летает вокруг атома!"(нет, не летает)
Ну не знаю, нам в школе объясняли, что шарики - это условность, и всё намного сложнее. Но только в 11 классе, когда до квантово-волнового дуализма добрались.
Поздравляю, у вас был хороший учитель физики. Но вообще-то, например, прямо в школьных учебниках физики уж сто лет как написаны залепухи типа того, что электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.
Представляю, какие глаза у них в институте, когда им рассказывают, что на ноль делить можно.
Как говорится, не всё так однозначно. Частицы-шарики - это всего лишь одна из моделей описания микромира. И нужно отметить, что эта модель является абсолютно рабочей во многих областях физики и техники. К примеру, чтобы быть хорошим электриком, познания квантовой теории вовсе не нужны. Не говоря уже о том, что для первичного знакомства элементарными частицами эта модель оптимальна, ведь нельзя просто так вывалить на восьмиклассника одномоментно всю информацию: чтобы понять корпускулярно-волновой дуализм, сначала нужно понять корпускулярную теорию (шарики), а потом физику волн. То есть выходит так, что от полностью отказаться от представления частиц, как шариков, на данный момент невозможно.
Если написать в школьном учебнике, что электрический ток – это упорядоченное движение электрического заряда, кому от этого станет хуже?
А дальше уже можно говорить, что это движение заряда в простейшем случае создаётся частицами.
А в не простейшем случае чем?
Например, в металлах и полупроводниках – электронным газом, который не состоит из частиц и описывается статистикой Ферми-Дирака.
Причём там тоже есть движение электронов, но оно не имеет отношения к основному электрическому току. Электроны образуются из электронного газа редко и движутся очень медленно, а заряд в металле движется со скоростью, сопоставимой со скоростью света (0.3c в меди, если не ошибаюсь). Понятно, что, если бы частицы разгонялись до релятивистских скоростей, у нас бы любой провод работал, как коллайдер.
То есть, называть электроны частицами - это моветон, а называть электронную систему электронным газом - нет?
Насчёт движения скорости заряда вы ошибаетесь очень круто. Скорость движения заряда 0.3c в меди соответствует току примерно 1 ТА (1 тераампер, 1 триллион ампер) через сечение проводника 1 мм^2, можете сами посчитать и проверить. Не знаю, каким образом вы по своей проводке умудряетесь такой ток пропускать.
Вы уж простите, но у вас жуткая каша в голове, судя по вашему ответу. Не стоит пытаться что-то менять в каких-либо учебниках, если вы не являетесь профессионалом в этой области.
Каша в голове у вас, если вы как-то скорость движения заряда пересчитываете в плотность тока. По-вашему, один элементарный заряд не может распространяться быстро? Или он образует тераамперы тока?
Возьмите таймер (сейчас это несложно и недорого), и просто экспериментально померьте, за сколько наносекунд распространяется электрический ток в проводе длиной несколько метров. Ответ объясните. Вот в этом физика, а не в терминологии.
если вы не являетесь профессионалом в этой области
Я закончил электротехнический университет, если что.
А Вы, думаю, просто перепутали скорость движения электрического заряда с потоком заряда через площадь.
А я закончил МФТИ. И защитил кандидатскую диссертацию на тему коллективных явлений в двумерных (точнее, квазидвумерных, конечно) электронных системах. Будем дальше меряться? Если что, под профессионализмом я имел в виду в первую очередь педагогический профессионализм.
Если вы закончили электротехнический университет, то вы точно должны знать, что такое эффект Холла. И должны знать, что Холловское сопротивление напрямую показывает концентрацию тех самых элементарных зарядов в проводнике. Можете объяснить, почему в вашей картине мира под воздействием внешнего электрического поля движется только один из примерно 10^20 элементарных зарядов?
За несколько наносекунд распространяется электромагнитное поле, и именно оно порождает электрический ток в проводнике. Или в вашей картине мира упорядоченное движение заряда возникает само по себе без внешнего воздействия?
А что не так с классической теорией электропроводности?
http://fn.bmstu.ru/data-physics/library/physbook/tom3/ch6/texthtml/ch6_4.htm
было бы очень интересно если бы вы показали, что вот это неправильно. Причем не в пограничных случаях - типа низких температур, а именно в самой логике и вводимых понятиях.
С ней абсолютно всё так. Просто она феноменологическая. То есть, она описывает реакцию носителей электрического заряда на внешнее электромагнитное поле, не вдаваясь в подробности о том, что это за носители заряда, чему равно e, m, и откуда берётся tau. Все эти величины можно определить экспериментально, если поведение системы хорошо описывается теорией Друде. Но вычислить априори - почти всегда практически невозможно.
В моей картине мира движение заряда в металле – это модельное упрощение, которое в классической картине мира объясняет квантовое явление получения заряда на одном конце облака электронного газа в кристаллической решётке и его отдачу на другом. На самом деле, как Вам должно быть хорошо известно, никакой траектории движения у квантов электрического заряда нет. И при этом нельзя сказать, что какие-то заряженные частицы физически движутся по проводу.
Разумеется, именно электромагнитное поле порождает движение электрического заряда в металле. Но тем не менее, когда вы нажимаете на кнопку в Москве, а в Питере отклоняется стрелка гальванометра, то течёт через питерский гальванометр электрический заряд, взявшийся из московской батарейки, а не откуда-либо ещё. И заряд не отстаёт от поля.
Что касается эффекта Холла, то о движении каких именно заряженных частиц он должен свидетельствовать в полупроводнике p-типа? Это просто упрощённая вычислительная модель, не имеющее реального предметного смысла решение волнового уравнения.
Что такое «заряд, взявшийся из московской батарейки», если заряд в соответствии с вашими утверждениям не связан с материальными носителями, и как вы определили, откуда конкретно взялся заряд? И как вы померили его скорость?
Я не говорил, что заряд не связан с материальными носителями. Я вообще материалист. Я говорил, что заряд в металле не переносится заряженными частицами. Материальным носителем заряда в проводе является кристаллическая решётка в целом, формирующая волновую функцию в виде неделимого облака электронного газа. А в батарейке, например, его ионы переносят, заряженные частицы. Но там другой тип электропроводности.
Откуда взялся? Это экспериментально видно. Нет батарейки – нет заряда, есть батарейка – есть заряд. Есть какое-то другое мнение?
Скорость распространения заряда равна расстоянию, на которое распространился заряд (т.е. 650 километров от Москвы до Питера), делённому на время (1 миллисекунда). Это всё объективно измеримые, видимые вещи, которые можно потрогать руками (только током бьёт больно).
И снова. Вы зачем-то продолжаете называть электронную систему в металле электронным газом. Это гораздо более грубая ошибка, чем называть носители заряда в металле частицами.
Есть не мнение, есть экспериментальный факт. В металлах, да и вообще в любом материале, есть заряд, независимо от наличия батарейки. Или вы считаете, что до изобретения батареек зарядов в природе не существовало?
Я вам ещё раз говорю, с этой скоростью распространяется электромагнитное поле, а не заряд. И вы до сих пор так и не объяснили, что такое заряд в вашей картине мира. Что вообще перемещается? Вы сами сказали, что носитель заряда - неделимое электронное облако. Оно движется со релятивистской скоростью при подключении батарейки? И если ток постоянный, как определить скорость заряда?
Попробую зайти с другой стороны. Вы считаете, что в школьном учебнике написано неправильно. На каком основании вы считаете, что в вашем университетском учебнике написано правильно?
Электронный газ - это просто термин, бессмысленно обсуждать терминологию. Естественно, он не является настоящим газом, как кварки не имеют настоящего цвета, дырки не являются настоящими отверстиями и т.д.
И вы до сих пор так и не объяснили, что такое заряд в вашей картине мира. Что вообще перемещается?
То что в формуле написано, величина q. Как вы предлагаете ещё отвечать на этот вопрос? Плотность распределения вероятности не имеет наглядной формы. Можно сказать, что заряд - это квантовое состояние, но это не ответ по существу, а игра словами.
Элементарный заряд в металле или полупроводнике иногда отождествляют с физическим электроном, но это неверно, что проще всего видно на примере дырочной проводимости.
Вы сами сказали, что носитель заряда - неделимое электронное облако. Оно движется со релятивистской скоростью при подключении батарейки?
Облаку нет необходимости двигаться. Оно передаёт квантовые состояния, в том числе заряд. Когда, к примеру, у вас происходит квантовая телепортация, ничего ведь не двигается, посто квантовые состояния синхронизируются. Также и тут, только скорость конечна, так как заряд следует за полем.
Попробую зайти с другой стороны. Вы считаете, что в школьном учебнике написано неправильно. На каком основании вы считаете, что в вашем университетском учебнике написано правильно?
Потому что движение частиц, в том числе электронов - это объективная вещь, которую я могу померить, и выяснить, что она никак не связана с движением заряда в металле. Что и без того, впрочем, очевидно из отсутствия релятивистских эффектов, возникших бы при быстром движении физических массивных тел (а масса у электрона какая-никакая, но есть).
Ну и успехов вам объяснять дырочную проводимость с точки зрения школьного учебника.
И если ток постоянный, как определить скорость заряда?
Постоянный ток не существует в природе, это абстракция для упрощения некоторых расчётов. Любой физический процесс конечен. Поэтому ваш вопрос носит схоластический характер, хотя, возможно, и имеет какой-то разумный ответ.
Если же вы задаёте вопрос в философском смысле, то конечно, рано или поздно человечество в развитии науки опровергнет и институтский учебник, и уравнение Шрёдингера. Но пока рано об этом говорить.
Электроны образуются из электронного газа редко и движутся очень медленно, а заряд в металле движется со скоростью, сопоставимой со скоростью света
То, что движется со скоростью, сопоставимой со скоростью света, это условно говоря импульс. В проводе N электронов, распределенных по всей длине, вы добавляете на один конец еще M, они толкают друг друга, с другого конца уходит M электронов, если есть куда. Но заряд по общепринятому определению это эти M электронов, которые вы подали через сечение одного конца, и он не движется с такой скоростью. В вакуумной трубке такой же заряд достигнет конца трубки сильно медленнее.
Концепция электронного газа тут не нужна. Это аналогично локомотиву, который толкает вагоны сзади. Он сдвинулся на 1 метр, и первый вагон сдвинулся на 1 метр, но это не значит, что сам локомотив сдвинулся на 100 метров, или что их движение объясняется "вагонным газом".
Причём здесь вакуумная трубка? В вакуумной трубке другой тип электропроводности, там действительно заряд передаётся движением заряженных частиц. Но электропроводность металла – совершенно другое физическое явление, чем электропроводность вакуума.
Далее, вы никогда не сможете растолкать локомотивом вагоны таким образом, чтобы импульс распространился со скоростью 0.3c, на деле у вас выделится грандиозная энергия и весь ваш поезд разрушится нафиг. Поэтому аналогия с поездом, поверхностно правдоподобная, не работает. Без привлечения концепции квантового электронного газа вы физику электропроводности металлов и полупроводников не объясните. Нет в металле электронов-вагончиков, которые друг другу что-то передают. Что, собственно, подтверждается описывающей их поведение статистикой Ферми-Дирака.
При том что электроны везде одинаковые.
Далее, вы никогда не сможете растолкать локомотивом вагоны таким образом, чтобы импульс распространился со скоростью 0.3c
Не вижу причин так считать в контексте электронов. Электроны это заряженные частицы, электромагнитные взаимодействия распространяются со скоростью света, это известный факт, в металлах комнатной температуры будет чуть медленнее.
Электроны одинаковые, а электрический ток создаётся по-разному.
Не вижу причин так считать в контексте электронов. Электроны это заряженные частицы, электромагнитные взаимодействия распространяются со скоростью света, это известный факт, в металлах комнатной температуры будет чуть медленнее.
В вакуумной трубке, однако, скорость электромагнитного взаимодействия им не помогает.
Дело-то не в электронах.
И вот опять статистика Ферми-Дирака! Статистика Ферми-Дирака показывает равновесное количество частиц в определённом энергетическом состоянии. Что такое статистика Ферми-Дирака при отсутствии частиц?
Как вы собираетесь что-то объяснить школьнику? Учебник Пёрышкина на вашем фоне - эталон последовательности, понятности и непротиворечивости.
Что за бред вы несете? Вы путаете скорость движения заряда со скоростью распространения электромагнитного поля. 0.3с в меди - это скорость распространения поля.
А лейденская банка (конденсатор) на дальнем конце провода, получается, святым духом заряжается через время 1/0.3c, раз заряд с такой скоростью, по вашему мнению, не движется?
Вы просто открываете новую физику, где движение электрического заряда происходит отдельно от электромагнитного поля. Анти-Максвелл.
Не может никакой конденсатор зарядится за столь короткое время, это во-первых, этому мешает омическое сопротивление. Во-вторых, поле распространяется с этой скоростью. И выталкивает на обкладку конденсатора носители заряда из ближнего к ней конца проводника.
Смотри, представь себе длинный шланг с водой, 100 метров. Ты с одного конца шланга насосом начал закачивать туда воду со скоростью 1 м в минуту. Вопрос: через какое время ты увидишь на другом конце шланга выливающуюся воду? Мгновенно или через 100 минут?
Не мгновенно точно, будет шланг упруго деформироваться. А если с релятивистской скоростью закачивать, то не только шланг, но и вода в разнос пойдёт.
А в общем-то смотрите первое уравнение Максвелла (оно же закон Гаусса), там всё сказано про связь электрического заряда с электромагнитным полем.
столь короткое время
Сколь короткое?
А какие у вас претензии к этому определению электрического тока? Да и принцип корпускулярно-волнового дуализма в школьных учебниках изложен, с классическими опытами по измерению импульса фотонов и дифракции электрона.
Дробный заряд кварков не зависит от электрона и вообще не зависит ни от чего
Планковская длина меньше 10^-34, если предположить, что пространство квантовано, то электрон может быть где-то в этих пределах. Вряд ли мы когда-нибудь сможем измерить размер с такой точностью, датчики все-таки состоят из атомов, которые гораздо крупнее.
Хотя если создать изогнутую поверхность, которая равномерно излучает много электронов, или магнитное поле, к которому они движутся по касательной, и которое их отклоняет и рассеивает, и разместить экран на достаточно большом расстоянии, то может быть можно будет получить ситуацию, когда электроны попадают только на каждый второй атом, как бы плотно они ни летели изначально. Они конечно отталкиваются друг от друга, но наверно это можно посчитать и учесть.
Попасть электроном в атом на 10 см та ещё задача, а вы хотите куда-то там далеко
Так будет же поверхность из атомов, а не один.
Не знаю, вы куда попасть хотите, прям в ядро или в электронные орбитали? В любом случае мимо конкретного скорее всего пролетит, нужен приличный объем, а не один атом, и лучшее что у вас получится это счётчик событий в этом объеме, на очень большом удалении каждый такой объем будет ловить примерно одинаковое количество событий
Так же как попадают электроны на люминофор в кинескопе. Только с высоким разрешением и измерением каждого пикселя.
Ну если долбить не одним электроном, а плотным пучком то некоторые действительно попадут, только не в атом, а в молекулу люминофора если это органика, или кристаллическая решетка, если не органика, это как правило кристалл соли цинка с вкраплениями другого элемента, там сильно размазаны электроны между атомами, металлическая связь называется) вот в это пространство вполне можно попасть, естественно одним электроном в один атом никто в кинескопе не стреляет
Электронные микроскопы давно уже существуют, и позволяют получить изображения отдельных атомов. Значит там электроны как-то попадают в атомы датчиков.
Работал я с такими микроскопами, там сверху стояла полутораметровая ускоряющая установка на несколько кЭв, уж не знаю плотность пучка, но точно не одним электроном и близко там лупят и цель стоит не где-то в метре от пушки а прям максимально близко, потом по углам рассеивания кучи электронов, большая часть которых проскочила мимо атома восстанавливают атом, ну у нас правда разрешаюя способность была 5нм, использовался для снятия топологии с буржуйских микросхем для литографии в 90-х, главная проблема была сфокусировать этот пучок, атомы мы там не видели, но думаю те где можно рассмотреть атомы ещё больше пушки и ещё больше плотность пучка, в общем это даже не близко с тем что вы хотите одним электроном попасть в атом черти где, если бы так можно было бы - тогда бы смысла не было вообще в этой фокусирующей системе
Грубо говоря варианта попасть всего два - либо если очень много мишеней, либо очень много снарядов
но точно не одним электроном
Я и не говорил "одним электроном", я сказал "изогнутую поверхность, которая равномерно излучает много электронов".
не где-то в метре от пушки
А в моем примере экран должен быть на достаточном расстоянии, чтобы разница в 10^-34 между соседними электронами в точке излучения превратилась в 10^-10 между соседними атомами. Можно даже брать более крупные измеряющие структуры, надо только экран отодвинуть подальше.
Ну в том микроскопе отраженные лучи регистрировались даже не молекулами и не кристаллами, были такие датчики состоящие из 4-х катушек, когда пучок идёт строго по центру он возбуждает все 4, если чуть смещается вправо-влево/вверх-вниз, то в каких-то катушках чуть больше, в каких-то чуть меньше, дальше операцианиками вычитались все шумы и токи в катушке приводились к смещению по двум координатам пучка относительно центра датчика, тоесть там чтобы снять один 5нм кусок собиралась очень большая статистика, разместив на любом одинаковом удалении два атома от источника изотропного излучения электронов вы всегда получите одинаковый сигнал на приемнике, не будет такого момента что один атом ловит больше чем другой
"не будет такого момента что один атом ловит больше чем другой"
А кстати если будет, то вы нарушите теорему Нётер, доказанную строго, в частности закон сохранения момента импульса будет уже не работать
Одиночные электроны в двухщелевом опыте измеряются, значит и тут есть техническая возможность это сделать.
Нет, изучите смысл двух щелевого эксперимента, пустить одиночный электрон технически можно, дать ему конкретное направление движения - нет, создать атом размером с щель?, нуууу чисто теоретически на несколько пикосекунд можно, только электрон всё равно с вероятностью 99.9999..и сколько хотите 9 пролетит мимо такого атома, ибо синхронность вы не обеспичте, если вы сделаете щели меньше волны де Бройля вашего электрона, то уповать останется только на квантовое туннелирование, но он так же может тунеллировать и рядышком, в соседнем атоме, посмотрите сколько там знаков после запятой для такой вероятности, в двухщелевом эксперименте есть и что-то между щелями, что глушит на себя электроны, не удовлетворяющие определенным условиям, называется эта штука коллиматор и уже об изотропности речи не идёт
либо если очень много мишеней, либо очень много снарядов
"...из восьми стволов — да по такой стае..." (с)
Блин. То,что вы можете попасть электроном в кусок материи, не значит, что вы можете попасть в конкретный атом. Вот вы стреляете из пистолета в стену со ста метров - и попадаете. Значит ли это, что вы можете попасть в конкретный кирпич этой стены?
@Pshirс огромным интересом читаю ваши ответы к своему комментарию!!! Давно хотел с этим вопросом разобраться, да всё никак не знаю, как к нему подступиться. А тут как раз есть готовый эксперт 😍
Могу я попросить вас его прояснить?
Собственно вопрос: а откуда берется электрический ток в проводах и как он устроен ?
Вот именно в современном научном представлении. Я по образованию радиоинженер и отлично знаю законы Кирхгофа, Максвелла и даже электронно-дырочной проводимости. Но вопрос ребенка "А почему электрический ток из розетки на пол не вытекает?" поставил меня в глухой тупик, из которого я до сих пор не вышел.
Окей, я даже знаю теперь, что электрический ток - это не поток электронов в проводе, который течет там, как в трубе. Но что это тогда?
Заранее вам спасибо!
Предлагаю гипотезу 🙂. Элементарные частицы, подобные электрону, представляют собой объекты, существующие в многомерном пространстве, причем их собственная мерность может быть разной. Движение этих объектов в их пространстве приводит к тем самым эффектам неопределенности места, размера и других свойств при пересечении нашего трехмерного мира (оговорюсь, - понятия "материи" и "движения" на самом деле, ИМХО, более сложная вещь, нежели интерпретация, которую строит наш мозг. Скорее, это некоторое изменение свойств пространства, которое мы воспринимаем, как материальные объекты и их перемещение). Ну, если представить круг, вращающийся вокруг оси, принадлежащей плоскости, тогда гипотетический "плоскатик", проводя измерения пересечения этого объекта с его миром, обнаружит странное и необъяснимое для него изменение свойств...
Понятно, что рассуждение примитивное, но я не верю в чрезвычайную сложность Универсума. Всем этим квантово-неопределенным хитростям, релятивистским фокусам со скоростями и временем, "темным" материям и энергиям должно быть достаточно простое с точки зрения фундаментальных понятий объяснение...
Вообще говоря, никакая математика не может лежать в основе физической модели. Математика - это следствие, а не причина. Поэтому все формулы условны...
Диалектику мира я бы описал фразой "сложность в простоте". То есть, сложность мира заключается в том, что всё его многообразие строится из элементарных (то есть, простых) сущностей. Как большая, красивая, сложная модель замка может быть построена из спичек, бумаги, некоторого количества клея и красок. Только всё это надо сложить определенным образом. Чем замечателен набор-конструктор? Ребёнок, используя небольшой ассортимент разных деталей, может построить мир своей мечты, куда более сложный и интересный, чем отдельный винтик или планка с отверстиями. Причина, по которой я не люблю Лего, в том, что авторы игрушки перенесли часть сложности из мира фантазии в набор реальных деталей конструктора, тем самым поменяв цель игры и ограничив фантазию ребенка. Во взрослом состоянии моим конструктором стало программирование - мне было очень интересно, обладая небольшим набором простых слов-понятий ЯП строить достаточно сложные для моих умственных способностей конструкты в виртуальном мире компьютера. Сейчас вся эта технология превратилась в то самое Лего, хотя, возможно, путь мог быть несколько другим...
Порой кажется, что современная физика слишком увлеклась сложностью в ущерб простоте. Возможно, это просто некоторый этап "разгребания накопленных завалов" и следующий рывок не за горами...
В физике или математике нет понятия "простота". В ней есть просто уравнения, а уж сколько ты потратишь на его решение - это твои проблемы 😆
Математика не пытается придумывать что-то там попроще или посложнее. Она просто предлагает вариант решения задачи - а дальше пытается понять, выводится ли из этого решения то, что нам уже известно.
Вы можете считать электроны шариками, окей. Тогда как вы объясните, что они не падают на ядро? А никак.
Вы можете считать электроны облаками - но тогда как вы объясните опыт Резерфорда, в котором они вроде как шарики?😆 А никак.
Вы можете считать электроны многомерными сущностями с собственными размерностями. Но тогда эти доп.размерности добавят им потери энергии, которые в реальном мире не наблюдаются. Либо добавят квантовые эффекты, которые должны наблюдаться в звёздах - а они не наблюдаются. И так далее.
Всякие теории струн так и устроены - приходит мужик и говорит, что электрон это не шарик, а струна. А физики ему в ответ - окей, допустим. Но тогда напиши нам уравнения электронно-дырочной проводимости для струн, посчитай массу тау-лептона, который сделает такая струна - но учти, что мы эту массу пронаблюдали с точностью до десятого знака, так что если у тебя получится другое значение, то значит теория несостоятельна.
Я про диалектику, а вы про физику и математику... Математика - инструмент, придуманный людьми, в природе математики нет. У физиков все эти струны, тау-лептоны, шарики на ниточке - всё это модели, придумываемые, чтобы попытаться хоть в какой-то форме представить непредставимое, а формулы - это описание поведения этих моделей, а не реальности.
Это примерно, как в своё время с эпициклами - всё время придумывали какие-то добавления, поправки, чтобы уложить наблюдения в геоцентрическую модель, пока не появились Коперник, Кеплер и другие, кто сказал "Ваша модель не соответствует реальности, она совершенно по-другому устроена". Потом был Ньютон, при котором опять вроде всё стало ясно, а потом пришли релятивисты и сказали "Ребят, мир вообще другой, в основе своей..." Такие вещи происходят не тогда, когда выводятся какие-то сложные формулы для объяснения, а когда в модели накапливается такое количество наблюдений несоответствия модели и реальности, что приходится не модифицировать модель, а выбрасывать её. Вряд ли можно сказать, что релятивистская модель включает в себя ньютоновскую - просто в некотором диапазоне она ведёт себя таким образом, что уравнения Ньютона описывают её достаточно адекватно. Вот я о чём, а не о том, что электрон многомерный.
Тогда как вы объясните, что они не падают на ядро?
Падают и отскакивают)
Размер электрона неизвестен, а найти его не получится. Как это понимать?