Γιατί η κλασική φυσική προβλέπει ότι τα άτομα πρέπει να καταρρεύσουν;
Η κλασική προβολή:
* ηλεκτρόνια ως μικροσκοπικά σωματίδια: Η κλασική φυσική αντιμετωπίζει τα ηλεκτρόνια ως μικροσκοπικά, αρνητικά φορτισμένα σωματίδια που περιστρέφονται γύρω από τον θετικά φορτισμένο πυρήνα, όπως οι πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο.
* Ηλεκτρομαγνητισμός: Σύμφωνα με τον κλασικό ηλεκτρομαγνητισμό, ένα επιταχυνόμενο φορτισμένο σωματίδιο (όπως ένα ηλεκτρόνιο τροχιάς) πρέπει να ακτινοβολεί ενέργεια. Αυτή η ακτινοβολία θα προκαλούσε το ηλεκτρόνιο να χάσει ενέργεια και σπείρα προς τα μέσα προς τον πυρήνα, τελικά κατάρρευση σε αυτό.
Γιατί αυτό είναι λάθος:
* Κβαντική μηχανική: Το πρόβλημα είναι ότι η κλασσική φυσική δεν περιγράφει με ακρίβεια τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων σε ατομικό επίπεδο. Η κβαντική μηχανική, η οποία διέπει τον κόσμο των πολύ μικρών, δείχνει ότι τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται περισσότερο σαν κύματα από τα σωματίδια.
* Κοσβατικά επίπεδα ενέργειας: Τα ηλεκτρόνια στα άτομα μπορούν να υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, όπως τα σκαλοπάτια σε μια σκάλα. Μπορούν να πηδήξουν μεταξύ αυτών των επιπέδων απορροφώντας ή εκπέμποντας ενέργεια, αλλά δεν μπορούν να υπάρξουν στο μεταξύ.
* Η κατάσταση εδάφους: Υπάρχει ένα χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας που ονομάζεται κατάσταση εδάφους. Τα ηλεκτρόνια στην κατάσταση του εδάφους δεν μπορούν να χάσουν περισσότερη ενέργεια και επομένως δεν μπορούν να καταρρεύσουν στον πυρήνα.
Συνοπτικά:
Η κλασική φυσική δεν εξηγεί τη σταθερότητα των ατόμων επειδή δεν αντιπροσωπεύει την κβαντική φύση των ηλεκτρονίων. Η κβαντική μηχανική παρέχει μια ακριβέστερη περιγραφή της ατομικής δομής και εξηγεί γιατί τα άτομα δεν καταρρέουν.
