Los electrones violan las leyes de la termodinámica?

[anajesusa]

Viene de otro hilo:

Anajesusa:
Una sola pregunta me hago sobre el tema, el átomo, no es una máquina de movimiento perpetuo? no es que a partir de Bhor se consiera que el electrón esta girando sin consumir ni emitir energía? No se violan alli las leyes de la termodinámica?

Rafa:
Una cosa , que pasaria si llevas ese atomo al cero absoluto??

Anajesusa:
Si, es verdad quedaría estático, y los electrones se caerían? entiendo lo que me queres decir Rafa, pero comentame mas que crees que pasa, lo mio es solo una idea que se me cruza pero seguro hay explicacion, y es probable que este por el lado que vos decis

Rafa:
pues solo eso , que mientras no llegues al cero absoluto le estas aplicando energia , un gas que es gas a temepratura ambiente , y liquido a 30 grados bajo cero , tene menos energia a 30 grados bajo cero que cuando es gas y nadie le esta aportando energia , bueno si , tu sabes por donde voy no??

tpg:
si a un atomo lo pones al cero absoluto este deja de moverse pero el electron sigue moviendose no? sino la materia a cero grados no existiria
no estoy yo muy seguro de eso

Rafa
Cita: rafa
A esta temperatura el nivel de energía del sistema es el más bajo posible por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento

tpg
aqui se refiere a que las particulas no tengan movimiento pero no que no lo tenga el electron
todavia no estoy seguro pero el electron al moverse no podria crear un campo electromagnetico

Rafa:
Tambien dice que debe existir una minima energia.
No hablo del cero absoluto tal cual se define , hablo de la inexistencia de energia exterior de ningun tipo , si a un electron le das energia salta de orbital , pasa a un nivel superior , gira mas lejos del nucleo , encuanto deja de recibir esa energia exterior regresa a su orbital original desprendiendose de la energia recibida ( ejemplo , materiales fosforescentes ). Mi logica me lleva a pensar entonces que se le puede añadir o quitar energia a los electrones , si le das mucha puedes llegar a hacer que se desprenda del atomo creando un ion , entonces , por que no puede llegar a existir un momento en el que se le pueda quitar la energia necesaria como para que deje de girar alrededor del nucleo del atomo , los electrones exsisten libres sin necesidad de nucleos.
Tambien hay que tener en cuenta que los electrones siempre "buscan" el nivel energetico mas bajo en el que girar , por lo que puede deducirse que en algun momento este puede llegar a ser tan cercano al nucleo como para chocar con el.
Segun Bhor esto era imposible , decia que el nivel energetico minimo en el que podia girar un electron era 1 ( los denominaba por numeros ) , mas que nada por que a partir de ahi dejaria de existir la materia , mas bien la materia se condensaria y seria un pegote de protones neutrones y lectrones sin carga ya que se sopone que el electron gira alrededor del proton ( segun modelo de Bohr) por diferencia de cargas , no por interaccion gravitatoria que la considera despreciable. Bueno se condensaria o disgregaria o yo que se...
La verdad es que no se demasiado del tema , pero siempre me ha atraido , por eso conteste por entrar en ese debate , pero estaria bien iniciar esto en un nuevo tema para que participe la gente que sabe del tema , por que con el titulo de este estoy seguro que la gente con conocimientos de verdad no van a participar nunca.

Es muy posible que todo lo que he dicho antes sean un atajo de chorradas , pero cuando me corrijan aprendere Wink Wink

tpg:
rafa mira esto http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecm ... r/bohr.htm en la actividad de video coloca magnesio por ejemplo y pon capa 10 despues pon cap 1 veras que en la capa 1 el electron se mueve mucho mas rapido y para esto se necesita energia
pero claro que esto va en contra de algunos principios ya que si no no haria falta darle energia para que subiera a un nivel superior simplemente con quiterle velocidad
en lo de cambiar el tema a otro post estoy deacuerdo ya que yo de esto nada de nada y como tenga que opinar sin que alguien me corrija vamos a acabar con unas ideas propias de la edad media

Luis Gustavo Lira
Cita: Rafa
Una cosa , que pasaria si llevas ese atomo al cero absoluto??


En el cero absoluto el atomo estaria en su estado fundamental (minima energia).

Otra cosa, el electron no se mueve, esa es una idea clasica de ver al atomo como un sistema solar donde el nucleo es el sol y los electrones son los planetas.

Los electrones no se mueven no estan dando vueltas alrededor del nucleo. Los electrones estan ahi, en algun lugar alrededor del nucleo, ese lugar esta descrito por una funcion de onda, que describe la probabilidad de encontrar un electron en una determinada region del espacio.

En un atomo de hidrogeno, el electron puede estar a 1 metro, 1 centimetro a 1 Ao del nucleo, pero el electron no se esta moviendo en el sentido clasico. El electron lo puedo encontrar a 10 cm del nucleo en un instante y luego podria estar a 1km del nucleo, en esa transicion el electron no se movio, solo cambio de estado.

Si el electron esta en el estado n=2 y luego pasa al estado n=1, el electron no se ha movido de una orbita a otra, lo que ha sucedido es que ha cambiado de estado.

En el mundo cuantico los conceptos clasicos de movimiento no existen, no hay trajectorias, y sobre todo no hay continuidad, el mundo cuantico es discreto.

En el mundo cuantico, los electrones, atomos, moleculas, son descritos de otra forma, se les describe mediante un operador que describe el estado de la particula.

En el cero absoluto no habria energia termica, asi que le atomo no estaria vibrando, pero aun conservaria su energia propia en su estado fundamental.

[anajesusa]

Bueno, que me tomé mi tiempo para ver si lo puedo digerir, pero ni cerca.
Luis, perdoname la insistencia en el tema, doy claces en un ciclo medio y trato, desde mi ignorancia, enseñar a los chicos (pobres victimas), aún si considero que el electrón esta fijo, esta el cuarto número cuántico spin? gira sobre si mismo.

[AJDM]

Hola...

Me imagino que el spin es porque cada e- es como un pequeño iman, y supongo que esa polaridad del iman, hace que los e- "giren" en su eje, para que se cumpla el principio de pauli y la regla de hund, pero aun asi, es buena pregunta; Si giran alrrededor del nucleo, deben de obtener la energia de algun lado, pero otra cosa, el planeta gira en torno al sol, de donde proviene la energia para que la tierra gire?'

Saludos

[tpg]

ADJM los electrones no giran alrededor del nucleo sino que estan en una zona segun su nivel de energia esta zona es la que tiene mayor probabilidad de que esten pero pueden estar en cualqier lugar aunque me parece que siguen girando
Anajesusa el problema es que aplicamos las reglas de la mecanica clasica cuando en realidad hay que aplicar las de la leyes cuanticas

[minibuda]

O dicho de otra manera: para describir y entender los fenomenos de la mecanica cuantica, se buscan modelos que nos permitan imaginarnos fenomenos que de otra namera solo seróan un montón de numeros.

Nadie a visto ni nadie verá un electrón, pero nos los imaginamos como una bolita gris dando vueltas a un nucleo.

[anajesusa]

En la wiki el principio de incertidumbre habla de localización y momento de la partícula, momento es la masa por la velocidad, no dice que esta quieto el electrón, por otro lado el spin,el cuarto numero tambien indica un movimiento

[Sergi]

Hola a tod@s

Anagesusa....

En el foro de Hispaseti el usuario Saphojuice escribió una explicación muy buena sobre el principio de incertidumbre cuántico, te transcribo el texto....

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“La incertidumbre sí es consecuencia de la teoría. Si se aceptan los postulados de la mecánica cuántica, uno acaba encontrándose con que en determinadas condiciones se da esa incertidumbre.

Voy da tratar de dar una explicación (muy sesgada) de cómo, o cuando, ocurre esa indeterminación, la demostración de porqué ocurre la encontrarás en el libro.

Se puede leer primero las frases en negrita que siguen a cada guión todas seguidas para hacerse una idea general y sin hacer caso de las aclaraciones, y luego leer las frases en negrita con sus aclaraciones.


-Existe una función de onda que representa el estado de la partícula que estamos estudiando.
a) la función de onda es una función matemática con ciertas propiedades, o que cumple ciertas condiciones (Ψ = x, el símbolo antes de la igualdad se acostumbra a usar para indicar que se trata de una función de onda, las ecuaciones de onda tienen más variables, y en vez de estar tan panchas como esa "x", pues tienen su cosenos, sus exponenciales, etc, pero no son más que funciones matemáticas).
b) la partícula que puede definir una función de onda, puede ser más simple que un átomo de hidrógeno, o más complejo/compuesto que una galaxia. Deducir la ecuación de onda para una "partícula" más compleja que una molécula no demasiado grande es muy complicado.
c) ese "estado" de la partícula que representa la función de onda es, de buenas a primeras, algo que no tiene sentido real, no se traduce en algo que podamos percibir o medir en el mundo real.


-Existen unos operadores con ciertas propiedades que aplicados a una función de onda, a la vez que se hace una determinada operación con esa función, dan al final, como resultado, un número real.
a) un operador es un ente matemático que transforma una función en otra (Ê -> es, por ejemplo el operador "/3" o dividir entre tres, entonces, si aplicamos el operador a nuestra función de onda, obtenemos ÊΨ = x/3 = Ψ', otra función de onda).


-Se pueden crear operadores que, junto a la operación que se hace con la función de onda, hagan que ese número real que queda como resultado represente el valor de una magnitud de la partícula.
a) una magnitud es algo que se puede medir, por ejemplo, la posición en una o varias dimendiones del espacio, el momento lineal (o cantidad de movimiento), del que se pude deducir la velocidad de la partícula si se conoce la massa de esta, etc.


-Si se quiere conocer el valor de dos magnitudes simultaneamente, hay que aplicar los dos operadores a la vez y hacer esa operación de la que estoy evitando dar detalles, para conseguir los valores de las magnitudes


-Si los dos operadores "conmutan", es teóricamente posible conocer simultaneamente los valores exactos de las dos magnitudes.
a) dos operadores conmutan, cuando aplicados a la función, primero uno y después el otro, o en orden inverso, dan como resultado la misma función final. Ejemplo de operadores que conmutan:

Ê: /3 e Î: *y (o multiplicar por la variable "y").

Si ahora los aplicamos a nuestra función de onda:

ÊÎΨ = Ê(x.y) = (x.y)/3 = xy/3

Y al revés:

ÎÊΨ = Î(x/3) = (x/3)y = xy/3


-Si los dos operadores no conmutan, entonces hay una cantidad mayor que cero de incertidumbre a "repartir" entre los valores de las dos magnitudes de la partícula bajo observación.
a)Ejemplo de operadores que no conmutan:

Ê: /3 y Ô: +7 (o sumar siete).

Si ahora los aplicamos a nuestra función de onda:

ÊÔΨ = Ê(x+7) = (x+7)/3 = x/3 + 7/3

Y al revés:

ÔÊΨ = Ô(x/3) = (x/3)+7 = x/3 + 7

Y nos queda:

x/3 + 7/3 ≠ x/3 + 7

b) esa cantidad de incertidumbre a repartir entre las medidas es propia de cada par de operadores con no conmutan.


-Resulta que el operador de posición y el de momento lineal no conmutan”

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....sobre la energía de un electrón en su órbita.....

Al final del primer mensaje ya esbozas las respuestas que da el Modelo Estándar sobre la posición de un electrón en su órbita, El electrón no gira alrededor del núcleo. Eso mismo ya lo apuntaba Maxwell con su teoría electromagnética, si el electrón girase en una órbita tendría que estar radiando energía continuamente, (ya que sería una carga eléctrica en movimiento circular), lo que colapsaría el átomo.

La posición estadística del electrón viene dada por una función de onda, y no se puede definir su posición y su momento simultáneamente, ni siquiera desde un punto de vista teórico o imaginario.

Todo esto y lo del spin (yo no lo acabo de entender) te lo podría explicar mejor Fusión, pero aborrece la cuántica. Desde mi punto de vista también es una teoría errónea que nos ha ayudado a “medir” el átomo pero que no nos “explica” que es.

Otro apunte,

AJDM...

La tierra no “gira” alrededor del sol en su órbita. Describe una “línea recta” en su trayectoria, una geodésica en un espacio curvo de cuatro dimensiones que se puede representar mediante la geometría de Riemann y que definió Einstein en sus ecuaciones del campo gravitatorio en la Teoría general de la relatividad. Nos choca desde un punto de vista intuitivo porque no es una geometría euclidiana (de dimensiones planas), en ella los ángulos de un triángulo no suman 180 grados ni la relación entre el diámetro y la circunferencia es Pi.

(a todo esto me refería cuando propuse un apartado especifico para física teórica y matemáticas)

Un saludo

[AJDM]

Hola...

De verdad que me he quedado corto con sus explicacion, disculpen mis ideas erroneas acerca de la tierra y los electrones, talves sea porque me guie en el modelo planetario de Bohr; Por lo que han puesto, los electrones no giran, solo cambian de un estado a otro, pero, se encuentran inmoviles en las "nubes" de electrones, que son los suborbitales, los s,p,d,f? o simplemente, para que se entienda mejor, hago la siguiente analogia:

Serian como el cereal "navegando" en un plato con leche, y se mueven cuando reciben la energia para hacerlo, pero regresan a un estado en el que se encuentran aparentemente inmoviles.

No soy muy conocedor del tema como ustedes, inclusive, la analogia anterior se me hace un poco "tonta".

Saludos

[anajesusa]

Ups!!! que los tiró , gracias Sergi por la explicacion, tal parece AJDM que los orbitales no son nada más que el dibujo que se desprende de aplicar la fórmula de la función de onda, no es que el electrón ande como un loco por todos esos lados al mismo tiempo, me queda el spin, que será otra alcagueteada matemática que dirá que no gira sobre si mismo, sino que por alguna asimetría que tenga se encuentre en una u otra posición que da los dos niveles de energía. Todo esto me suena a acomodar la cosa para que el resultado dé

[poder]

yo ya no pienso perder mas mi tiempo con la incertidumbre.... la ultima ves que estuve analizando . llegue a una conclusion ( con cada salto cuantico se crea una realidad visible y el resto de realidades que no nos son visibles tambien. es decir supongamos que en un salto cuantico tenemos 4 sitios probables donde el electron aparesca, pero "solo vemos un resultado" debemos admitir que cada resultado posible tiene una probabilidad de 100% de hacerse real, de lo contrario entonces einstein se equiboco a decir "Dios no juega a los dados". esto esss terrible si esto fuera cierto entonces ?cuantos universos se crearan a partir de un salto cuantico? carai con tantas realidades quisas exista una en la que yo sea presidente jjajajajaa pero nunca nadie podra probar eso puesto que solo vemos una realidad) pero el foton tambien arberga misterios. que es un foton? una particula , una onda, o un campo?