בתשובה להפונז, 09/01/24 10:44
 |
|
 |
||
|
||||
 |
זהו נושא מבלבל. אמנם הם לא "נעים סביב הגרעין" אבל כן אפשר להגיד שיש להם מהירות, למשל ראה כאן או כאן. והמהירות הזו היא (בחלק מסוגי האטומים) קרובה למהירות האור. הלקח הוא להשתמש במושגים פחות מבלבלים. אני מציע לתרגם orbital ל"מסלולו" ומהירות ל"מהירותות". אז הנה המשפט המתוקן: האלקטרון נענע במסלולו סביב הגרעין במהירותות שקרובה למהירות האור. Problem Solved |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
מה עם "מקיף את הגרעין בקצב שקרוב למהירות האור"? למעשה, מאחר ומדובר רק באילוסטרציה למי שאינם פיזיקאים, גם "מהירות" טובה בעיני, אולי עם התוספת (עד כמה שניתן לייחס למסלולם מהירות במובן המקובל). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כמה "הקפות" הוא עושה בשניה? ניסוח לא מוצלח. הרגע נזכרתי במילה העברית "רוטט". תעצמו את העיניים ותדמיינו את זה שהאלקטרון הוא בעצם גל (ובשום פנים ואופן לא על דברים אחרים שרוטטים, פויה!) האלקטרון רוטט במהירות קרובה למהירות האור. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
האלקטרון בזזזז מאוד מהר. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
א. אפילו אם אני מקבל את המודל הלא-קוונטי שבו החישובים שקישרת אליהם רלוונטיים, עדיין רוב האלקטרונים (גם אם נתחיל ממימן מבחינת כמות האטומים בעולם וגם אם נכלול אלקטרונים שאינם ב-1S) נעים בפחות מאחוז ממהירות האור. זה אמנם ממש מהר, אבל בהחלט לא קרוב ל"קרוב למהירות האור"1. ב. כידוע לכולנו, מטען הנע במעגל פולט קרינה. אני רחוק מלזכור את החישוב, אבל יש לי הרגשה שאם היינו לוקחים בחשבון את המהירויות התיאורטיות הללו, עם המסלול הקטנטן של האלקטרון, היינו מקבלים קרינה משמעותית מאד נפלטת מהאטום, מה שכמובן היה אמור להוריד את רדיוס הסיבוב של האלקטרון ולקרוס לגרעין. לא זה ולא זה קורה כלל. ג. בכל זאת, בסוף יש לנו מודל קוונטי באמת, בו אין אלקטרון שנע סביב הגרעין (ואם אני זוכר נכון, במסלול הנמוך ביותר התנע האורביטלי שלו הוא 0, אבל אולי אני טועה). ואז כמו שאתה אומר, אנחנו בכלל צריכים לשנות את המושגים שלנו. לסיכום כל אלה, אני חושב שבמיוחד כשמנסים לדבר לקהל לא מקצועי ברמת מדע לנוער או מדע פופולרי, השימוש במושגים האלה מטעה מאד, גם כמותית וגם איכותית, ועדיף בכלל לא לומר את זה מאשר לומר משהו כל כך מטעה ומבלבל. 1 לא יותר משאני קרוב למהירות של מטוס כשאני רץ. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
צריך להגיד משהו. צריך להגיד מה לעזאזל הם עושים שם עם הגרעין, בחושך, כשאף אחד לא מסתכל. אי אפשר לכתוב בספר מדע פופלרי: לאטום יש גרעין ואלקטרונים, והאלקטרונים - כשתגדל תבין, קריצה קריצה. הצעה: תכתוב שהאלקטרון רוטט בתוך האטום כמו מיתר של גיטרה (אם אתה רוצה להתחמק מהמילה הסתברות) |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זה בסדר מבלינתי שתישאר עם מודל פשוט ותאמר שהאלקטרון מקיף את הגרעין. אבל למה להכניס את המהירות שלו? זה מה שחשוב? בייחוד שנראה ש"מהירות האור" נזרקה כאן כבאז-וורד ילדותי של "היי, תראו כמה פיזיקה זה מגניב ואני יודע את כל זה". זה כל כך לא רלבנטי, המהירות, שאפילו כשמגגלים את זה מגיעים בעיקר לקישורים שלך לתשובות של לובוס מוטל (שאני מכיר בעיקר כבעל בלוג פיזיקה שנוי במחלוקת) עם עשר צפיות, ולא שמאות טקסטבוקים בפיזיקה שמלמדים את זה. ואם כל זה לא שכנע אותך, המשפט הבא מיד אחרי ציון מהירות האור אצל דוידסון - ולא הץלוננתם, אז בטח לא קראתם, הה! - הוא "המהירות הגבוהה הזו אינה מאפשרת לנו למדוד את מיקומם המדויק של האלקטרונים בכל זמן נתון" שזו כבר ממש תועבה. הייזנברג מתהפך בקברו, פעמיים. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
"האלקטרון מקיף את הגרעין" הוא אותה מידת תועבה בעיני מאשר "המהירות אינה מאפשרת למדוד את מיקומם המדויק בכל זמן נתון". פשוט מטעה. אבל אני מאמין שאפשר להגיע להסבר מוצלח יותרץ הנה סרטון חינוכי של 3 דק לילדים על מבנה האטום. החלק הרלוונטי בדקה 2:08 1. הדבר הכי טוב כאן הוא זה הויזואליזציה. האלקטרונים מופיעים ונעלמים בתוך ענן במקום השרטוט ה"קלאסי" של מסלולים אליפטים. 2. דקה 2:25 - "האלקטרונים יכולים להמצא בכל מקום בענן. המסלול שלהם לא קבוע" - סבבה 3. דקה 3:09 - (טקסט) - "האלקטרונים נעים בצורה רנדומית, הם לא מקיפים את הגרעין" - מעולה 4. דקה 3:09 - (דיבור) - ".. אלקטרונים הנעים מהר מדי ובצורה בלתי צפויה מדי כדי שתוכל לדעת את מיקומם המדויק" - לא מוצלח. אפשר להסתפק ב: "לא ניתן למדוד את המיקום המדויק שלהם". |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני בכלל לא מסכים לפסקה הפותחת שלך, כי אני רוצה להזכיר שבעברית 'מקיף' יכול לתאר מצב סטטי לגמרי כמו צה"ל מקיף את שיפא או שהסופגניה מקיפה את הריבה שבתוכה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הפתיל התחיל בכך שהתרגזת על השימוש במילה מהירות, כי זה מטעה. ואני מסכים. באותו אופן, זה שהמילה מקיף, אחד הפירושים שלה הוא נכון 'בערך' - לא מציל את בעיני את המשפט "האלקטרון מקיף את הגרעין". עדיף להגיד: "האלקטרון נע באופן אקראי בתוך איזור דמוי ענן מסביב לגרעין". ובגלל שמסתובבים (הא!) הרבה הסברים שגויים, עדיף גם להדגיש ש"זה לא מסלול מעגלי". |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אז אנחנו מסכימים. אבל אם כבר אנחנו כאן, יש לי שאלה:1 בעקבות הקישורים ששלחת, ראיתי שאכן מוזכרים (גם בלי קשר לחישובי "מהירויות" מטעים שכאלה) תיקונים יחסותיים לאורביטלים כאלה ואחרים, וחלקם אפילו נראים משמעותיים2. במודל האמיתי של הטבע, המודל הקוונטי, הטיפול ביחסות פרטית נעשה בדרך כלל דרך תורת השדות הקוונטית. אבל האם היא שימושית לחישובים של מצבים קשורים כמו אלקטרון באטום? ואם לא היא - על מה באמת מתבססים התיקונים היחסותיים האלה? (כדי לסבר את האוזן - בהינתן "משוואת שרדינגר" כלשהיא - איזה גורם בה בכלל מרמז שעלול להיות פה אפקט יחסותי, אם "מהירות" היא אלא חלק מהמשחק?) 1 אם היא טכנית מדי אנא אמור. 2 דוגמת הדגל שמוכרת שם היא אטום זהב, שלפי הטענה התיקון היחסותי הוא זה שמעניק לו את הצבע הזהוב בשונה מזה של כסף. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חיפשתי תשובה, ומצאתי בעיקר: "מסובך מדי, כשתגדל תבין". אז אתה צודק, התיאור הכי מדויק שיש בידינו הוא תורת שדות קוונטית. והתיאור הזה כבר מכיל בתוכו גם יחסות פרטית וגם אפקטים נוספים (לדוגמא הזחת לאמב - זה קורה באטום מימן ולא קשור ליחסות. למעשה זה אפקט שאף אחד לא חזה, ובדיעבד הסבירו אותה עם תאוריה מעודכנת יותר) ולהבנתי המוגבלת, השתמשו באותה שיטה גם כדי לחשב אורביטלים של אטומים כבדים כמו זהב. העניין הוא שהמתמטיקה היא מאד מסובכת. ואז (מסיבות פדגוגיות? מסיבות היסטוריות?) יש את הקירובים האלו. הם רק קירובים אבל עובדים לא רע, ובעיקר פשוטים להבנה. קירובים בסגנון של "בוא נחשב מהירות ממוצעת של אלקטרון, ואחרי זה נחשב את המסה היחסותית שלו, ואז נדחוף את זה למשוואת האורביטל". |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
צ"ל "מהירות" היא *לא* חלק מהמשחק | |
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |