دروس عامة

كم تبلغ سرعة الإلكترون حول النواة ؟

كم تبلغ سرعة الإلكترون حول النواة ؟

كم تبلغ سرعة الإلكترون حول النواة ؟

تبلغ سرعة الإلكترون حول النواة ؟
كم تبلغ سرعة الإلكترون حول النواة ؟

كم تبلغ سرعة الإلكترون حول النواة ؟

لكل إلكترون في ذرة يكون هنالك دالة موجة إلكترونية مختلفة، كما أن الحصول على دالة موجة من معادلة شرودينغر لا يمكن تحليلياً في الحالة العامة إلا من أجل الذرات وحيدة الإلكترون، وبمجرد وجود إلكترون آخر تخرج الأمور عن السيطرة ولا يمكن الحصول رياضياً على حل تحليلي، طبعاً معادلة شرودينغر بسيطة جداً ولا تأخذ الكثير من الأمور بعين الاعتبار من أبسطها أنها كلاسيكية، أي ليست نسبية، وهذا يجعلها غير مجدية إلا في حالة النوى الخفيفة أما تطبيقها على النوى الثقيلة فيؤدي إلى أخطاء كبيرة جداً، إضافة إلى أنها لا تأخذ بعين الاعتبار حالة سبين الإلكترون، ولا انزياح لامب ولا كمومية الفراغ ولا العزم المغناطيسي الشاذ للإلكترون وغيرها الكثير من مواضيع ميكانيك الكم النسبية ونظرية المجال الكمي التي تلتها.

 حالة الإلكترون الوحيد في الذرة

كل الكلام السابق يمكن تطبيقه بسهولة على حالة الإلكترون الوحيد في الذرة، ويكون أكثر دقة في حالة الذرات الخفيفة، أما بمجرد وجود إلكترون آخر فإن المشكلات الهائلة تبدأ بالظهور، ولا تعود الرياضيات كافية لحل المعادلات المعقدة التي تنتج، يتم اللجوء إلى الحلول العددية باستخدام منظومات كومبيوترات وبرامج حسابية كبيرة وفي حالات خاصة محددة للسهولة، أما الحصول على نظرية كاملة وشاملة لجميع الإلكترونات في الجميع الذرات فهذا أمر غير ممكن أبداً حتى الآن، وبالتالي لا يمكننا معرفة حالة الإلكترونات في الذرات على وجه الدقة بشكل عام.

هل يوجد حل كامل لحالة الإلكترون

يشار إلى أنه لا يوجد حتى الآن حل كامل لحالة الإلكترون حتى في حالة ذرة الهيدروجين كذلك، وكل النماذج الذرية تقريبية في النهاية وهي تقترب أكثر من القياسات التجريبية وتصبح أكثر دقة بالانتقال من النظرية القديمة إلى ميكانيكا الكم الموجية وهي نماذج كلاسيكية، وبعدها ميكانيكا الكم النسبية وبعدها نظرية المجال الكمي والإلكتروديناميك الكمومي، والتي تشكل ميكانيكا الكم النسبية الأساس لها. ودائماً توجد ظواهر لا تستطيع النظريات الحالية التعامل معها ولا تضمينها في سياقها الرياضي وبنائها النظري.

سرعة الإلكترون

إذا اعتبرنا الصورة الكلاسيكية وبحثنا عن سرعة الإلكترون حول النواة في الذرة فإنه يجب التنويه إلى أنها تختلف باختلاف أنواع الذرات وطاقتها وسويات الطاقة التي يحتلها الإلكترون في الذرة، ولا توجد سرعة ثابتة موحدة لجميع الإلكترونات في الذرات ولا حتى في الذرة الواحدة، مثلا تكون سرعة الإلكترون في المدار الأول في ذرة الهيدروجين حوالي 2188km/s2188km/s ، وتقل السرعة عن ذلك في السويات الطاقية الأعلى، أي كلما كان الإلكترون أقرب للنواة كانت طاقته الحركية أكبر، وبالتالي سرعته أكبر، أعود وأقول وأركز بشدة على أن هذا تصور كلاسيكي للإلكترون في الذرة وهو غير صحيح، فقط لتقريب الفهم والتصور وفق ما هو مطلوب في السؤال، الذي بعتبر خاطئاً في ضوء مفاهيم الفيزياء الحديثة.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى