Беседы на любые темы
Сообщений: 67 Страница 1 из 4
Почему мы считаем, что все электроны одинаковы? А если это не так? Кто сомневается - пусть вспомнит о китайцах - их тоже много и все они, на первый взгляд, на одно лицо...

Итак, а что, если каждый электрон индивидуален?
Если Бога нет, то какой же я тогда штабс-капитан?
Забавная тема (можно ее перенести в "Другие"). :hehe:
А. Москвитин писал(а):Почему мы считаем, что все электроны одинаковы?
Наверное, нет оснований считать иначе. Вы видели фотографию электрона? А разные спины вращения и различия в форме электронных облаков не подходят? Мне кажется, электроны подобны пикселям на мониторе (или матрице) - вроде все одинаковые (в рамках трех цветов), а какие изображения разные. :)
Потому что одинаковые эксперименты дают один и тот же результат. В этом смысле и бактерии полагаются одинаковыми. Т.е. допущение работает, пока оно не опровергнуто.
А. Москвитин писал(а):Почему мы считаем, что все электроны одинаковы? А если это не так? Кто сомневается - пусть вспомнит о китайцах - их тоже много и все они, на первый взгляд, на одно лицо...

Итак, а что, если каждый электрон индивидуален?


Электроны не то, что одинаковы, они никак неразличимы. Т.е. если мы скажем, рассматриваем атом в квантовой физике, мы никак не сможем пронумировать электроны, что этот вот первый, а этот второй. Это будет не отвлеченное утверждение, а утверждение с определёнными последствиями. Соответствующими наблюдаемой реальности. (Обменное взаимодействие, к примеру, следствие тождественности электронов)
Ceterum censeo Carthaginem esse delendam
А вдруг это жесточайшее заблуждение?
Я вот при всем желании не могу выстрогать двух одинаковых палочек, а тут полная тождественность...
Нет, воля Ваша, тут что-то не так.
Если Бога нет, то какой же я тогда штабс-капитан?
А. Москвитин писал(а):А вдруг это жесточайшее заблуждение?
Я вот при всем желании не могу выстрогать двух одинаковых палочек, а тут полная тождественность...
Нет, воля Ваша, тут что-то не так.


Не, тут воля не моя :)

Но поскольку я физик плохой, даже почти никакой, лучше уж я промолчу.

Но волновая функция всё-таки симметрична относительно перестановки электронов.
Ceterum censeo Carthaginem esse delendam
Вопрос не так-то прост...

Одинаковы ли шахматные фигуры одного ранга - скажем, пешки? Вообще-то они бывают разных размеров и даже форм, выполняются из разных материалов. Но допустим, пешки настолько малы, что различить всё это мы не в состоянии. Тогда для нас имеет значение лишь то, что мы наблюдаем "сверху": т.е. как пешка ходит. А ведут все пешки себя совершенно одинаково: ходят прямо, бьют по диагонали. На одну клетку. Следовательно, "ненаблюдаемые с высоты" различия, если и существуют - то несущественны.

Но есть и еще одно различие, причем именно существенное. Скажем, моя пешка и пешка гроссмейстера Ананда ходят все-таки весьма по-разному! Обе прямо и наискосок - и все же по-разному.
Ну пешка от электрона отличается существенно...

Пешку мы видим и можем пощупать, а электрон мы вводим для интерпретации экспериментальных данных. Так же и тождественность и прочие физические хитроумности. Это к тому, что аналогиям нельзя доверять.

Насчёт гроссмейстера и новичка: понятно, что электрон в магнитном поле, летающий по кругу, и электрон в атоме водорода - это не одно и тоже. Тождественность же в том, что поменяв их местами, мы не заметим разницу.
Ceterum censeo Carthaginem esse delendam
Маленькое замечание по пешкам: будучи расставлены на доске они имеют существенные отличия - начальная позиция. Т. е. пешка А2 и пешка Е2 никак не могут быть тождественны и совершить одинаковые ходы. Отчасти поэтому пешка новичка и гроссмейстера так различаются (новичок считает пешки одинаковыми). :wink:
Такое же положение и у электронов, насколько я помню: своя атомная орбиталь. И в одной орбитали электроны с прямым и обратным спином (черные и белые пешки, если продолжать аналогию).
Почему бы не допустить, что каждый электрон уникален и неповторим? Электрон никто не видел, видели только его следы. Что же касается общих характеристик электрона, то нужно помнить что в природе у однородных объектов всегда есть что-то общее.
К примеру, если сопоставить людей друг с другом, то у них одинаковое количество конечностей, взаимное расположение органов, устройство органов чувств, морфофункциональные характеристики, жизненные потребности, безусловные рефлексы и т.д. В этом плане люди кажутся совершенно одинаковыми. Тем не менее различие лиц, неповторимость "рисунка отпечатка пальцев", психологический статус, генетические особенности, индивидуальная конституция - всё это настолько сильно различается у каждого отдельного человека, что делает каждого уникальным и неповторимым.

Не исключено, что то же самое обстоит с электроном. Одинаковы такие характеристики как отрицательный заряд, спин и так далее. Но возможно есть и различия. Конечно нет доказательств о разности электронов, однако наш уровень знаний пока не позволяет делать уверенного утверждения об их "одинаковости".
Вот так вот взяли и упразднили тождественность электронов. И все атомы стали аки шарики. Какие там p, d , f орбитали?
Ещё сверхтекучесть и сверхпроводимость можно упразднить. Так, глядишь, альтернативную физику и придумаем.

Но уж никак нельзя удержаться от философствования, то хоть узнайте что такое тождественность частиц. И заметьте, это Ваш уровень знаний не позволяет судить о ней :wink:

Почитайте лекции Фейнмана по физике, они есть в сети.

Я попробую объяснить своими словами, не знаю, правда, насколько получиться, но нужно заострить некоторый момент дискуссии, который не позволяет относиться к ней серьёзно. Начать можно с того с того, что тождественность электронов, а также протонов, ядер гелия и проч. (именно тождественность, а не равенство зарядов, масс т.д.) - экспериментальный факт. На этом же можно и закончить, но возникает вопрос, что же это всё-таки значит.

Есть такой стандартный эксперимент - рассеяние частиц.
Берём частицу и сталкиваем её с другой частицей. Смотрим куда они разлетелись. Можно рассмотреть столкновение в системе центра масс. В ней частицы разлетаются в разные стороны. Можем направлять частицы друг на друга так, чтобы они двигались параллельно навстречу друг другу. Вполне возможно посчитать вероятность одной частицы отклонится на определённый угол тета к оси полёта. Тогда другая полетит под углом пи - тета к оси полёта. (все углы в системе центра масс)
Изображение
Так вот, мы можем проверить расчёт с помощью детектора расположенного соответствующим образом. Нетрудно заметить, что если детектор расположен так, чтобы ловить частицы рассеяные под прямым углом к оси полёта (в системе центра масс) и не будет различать частицы первого и второго типа (пока не говорим о том, различимы ли они вообще), то он должен из общих "классических" соображений ловить частицы в два раза чаще, чем если бы он ловил частицы только одного типа. (Потому, что для центрально-симметричного отталкивания рассеяние осесимметрично) Так вот, в случае тождественных частиц это не выполняется.

И если мы будем рассеивать электроны на электронах мы получим разные результаты для электронов, спины которых со- и противонаправлены. Это будет связано только с тем, что условие тождественности накладывает определённые ограничения на вид волновой функции. То есть, грубо говоря она должна быть такова, чтобы под любым углом вероятность рассеяния не зависела от перестановки неразличимых частиц. Что даёт согласие с экспериментом. Ещё раз, если в эксперименте хоть как-то можно отличить одну частицу от другой - результат один. А если их отличить нельзя никак - результат кардинально другой (и это так).
Только если никак нельзя отличить.

В общем, читаем восьмой том фейнмановских лекций по физике - потом философствуем об индивидуальности электронов. Я так думаю.

P.S. нда, чувствуется надо сначала про волновую функцию рассказать, а то ничего не понятно.
Ceterum censeo Carthaginem esse delendam
P.S. нда, чувствуется надо сначала про волновую функцию рассказать, а то ничего не понятно


Ну и сколько еще ждать обещанного рассказа про волновую функцию?
Если Бога нет, то какой же я тогда штабс-капитан?
А. Москвитин писал(а):
P.S. нда, чувствуется надо сначала про волновую функцию рассказать, а то ничего не понятно


Ну и сколько еще ждать обещанного рассказа про волновую функцию?


Я думал, никому не надо. Раз надо, значит расскажу.
Ceterum censeo Carthaginem esse delendam
Только чтоб понятно.
Если Бога нет, то какой же я тогда штабс-капитан?
Юрий Петрович, в моём сообщении не было категоричных утверждений о разности электронов, а лишь гипотетическое предположение. Если речь шла об уровне знаний, то наш уровень знаний не позволяет делать уверенных утверждений ни о тождестве электронов ни об их различии. Даже биологи, когда желают проследить за распорядком дня конкретного муравья, то они краской наносят на него небольшую "метку", в противном случае они его не смогут узнать, когда он повторно выползет из муравейника (настолько он схож с остальными собратьями).
А электрон ещё не настолько "препарирован", чтобы сделать о нём столь смелый вывод.;)
Приветствую вас на новом форуме, уважаемые Василиск и Москвитин.

На вопрос "почему все электроны одинаковы":
- потому что на самом деле это один-единственный электрон.
... кто ждать чудес и верить в них отвык ...
Продолжайте, продолжайте!
Если Бога нет, то какой же я тогда штабс-капитан?
А. Москвитин писал(а):Продолжайте, продолжайте!

Это вы мне?
Чего изволите конкретно?
... кто ждать чудес и верить в них отвык ...
Кефир писал(а):
А. Москвитин писал(а):Продолжайте, продолжайте!

Это вы мне?
Чего изволите конкретно?


Кефир, конечно Вам, кому же еще?
Конкретно же обоснуйте как это электрон всего один? И как он везде поспевает?
Если Бога нет, то какой же я тогда штабс-капитан?
ОК.
Позитрон (антиэлектрон) - это положительно заряженный электрон. Его можно рассматривать, как электрон, движущийся вспять во времени.
При столкновении двух фотонов, имеющих достаточную энергию, происходит рождение электрон-позитронной пары.
При столкновении электрона с позитроном происходит "аннигиляция" - они снова превращаются в два фотона.

К сожалению, я не знаю, как вставлять в текст картинки, придется описывать словами.

Выглядит следующим образом:
Электрон испускает два фотона (фотоны движутся во времени в ту же сторону, что и электрон, т.е. вперед) и поворачивает во времени вспять (событие 1). Потом снова испускает два фотона (они по прежнему двугаются во времени в ту же сторону, что и электрон, т.е. назад) и поворачивает во времени вперед (событие 2) и т.д сколько угодно раз.
В результате в любой момент времени может сосуществовать сколько угодно электронов и позитронов, являющихся на самом деле одной и той же частицей.

Что же видит наблюдатель, движущийся совершенно нормально во времени?
Событие 1: столкновение электрона и позитрона, излучение двух фотонов (аннигиляция);
Событие 2: столкновение двух фотонов, рождение электрон-позитронной пары.
... кто ждать чудес и верить в них отвык ...
Сообщений: 67 Страница 1 из 4

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2

cron