Kiitos vastauksista:)
Mihinkähän nämä kysymykset liittyvät? Taustatiedoistasi riippuen saat
vastauksia, joista sinulle ei ole hyötyä.
> 1. Kuinka nopeasti elektroni liikkuu protonin ympäri perustilassa olevassa
> vetyatomissa ? Jos kvanttiteoriassa ei voida sanoa elektronin nopeutta, niin
> myös klassisen Bohrin mallin nopeus riittäisi.
http://groups.google.com/groups?selm=slrnam2tl4.ian.raipala%40rock.helsinki.fi
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bohr.html#c4
> 2. Onko protonin ja elektronin nopeuksilla jokin suhde vetyatomissa, jos
> niin milainen?
Elektronilla ei ole "nopeutta" vetyatomissa. Bohrin malli ei päde.
> 3. Entä vetyatomin viritystilat, liikkuuko elektroni nopeammin (protonin
> ympäri) kun se on vaikka ensimmäisessä viritystilassa ja aina nopeammin mitä
> korkeammalla viritystilalla se on? Millainen suhde näillä nopeuksilla on?
Kts. edellinen. Bohrin mallin mukainen pistemäinen elektroni kiertämässä
protonia ei toimi.
> 4. Kasvaako vetyatomin "koko", kun elektroni kiertää vititystiloissa,
> suhteessa perustilaan?
Korkeammassa viritystilassa elektronin aaltofunktiota löytyy kauempaa
protonista.
> 5. Olen kuullut Balmerin maagisesta luvusta, jolla voidaan laskea vetyatomin
> viritystilojen fotonien aallonpituus? Onko tälläinen luku olemassa ja
> saadaanko sillä oikeita tuloksia? Mikähän tämän luvun lukuarvo on ja miten
> sillä saadaan aallonpituudet?
http://laser.phys.ualberta.ca/~egerton/bohrmodl.htm
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bohrcn.html#c1
Kim
> Janina wrote:
> Mihinkähän nämä kysymykset liittyvät? Taustatiedoistasi riippuen saat
> vastauksia, joista sinulle ei ole hyötyä.
Kysymykset liittyvät haluuni saada tietoa siitä onko elektronilla nopeutta
vaikkapa kierrellessä vetyatomia ja jos niin kuinka paljon. Tämä siitä
huolimatta mitä kvanttimekaniikka väittää elektronin olemassaolosta tai
olemattomuudesta, jotain nopeudesta pitäisi kyllä saada onhan muillakin
kohteilla laskennallisia nopeuksia. Muistaakseni jossakin on puhuttu
elektronin nopeudesta vetyatomissa.
Haluaisin vastauksia kaikesta huolimatta. Tiesin jo todennäköisyyden:) jolla
saisin tälläisen vastauksen kysymyksiini.
>> 1. Kuinka nopeasti elektroni liikkuu protonin ympäri perustilassa
>> olevassa vetyatomissa ? Jos kvanttiteoriassa ei voida sanoa
>> elektronin nopeutta, niin myös klassisen Bohrin mallin nopeus
>> riittäisi.
>
http://groups.google.com/groups?selm=slrnam2tl4.ian.raipala%40rock.helsinki.fi
> http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bohr.html#c4
Löytyiskö suomenkielisiä linkkejä. Tietenkin joku voisi klassisen Bohrin
mallin mukaiset nopeudet ja kaavat antaa kysymyksiini, jos kenelläkään
tietoa ja aikaa on. En kuitenkaan ihmeemmin odota tätä, mutta toivottavasti
joku jaksaisi kaikesta huolimatta kirjoittaa.
>> 2. Onko protonin ja elektronin nopeuksilla jokin suhde vetyatomissa,
>> jos niin milainen?
> Elektronilla ei ole "nopeutta" vetyatomissa. Bohrin malli ei päde.
Haluan nopeuksia. Eikö mistään enää saa nopeuksia kun todennäköisyydet
hävittävät kaiken? Etsin vaikka Bohrin mallin mukaisia nopeuksia ym. en
kvanttimekaniikan, joista ei koskaan saa mitään muuta kuin epämääräistä
josta ei ole mitään apua.
Sanotaan sitten vaikka että haluan klassin Bohrin mallin mukaiset arvot,
jotta voisin näistä tehdä uuden mallin joka kuvaa kaikki hiukkaset tiettynä
hetkenä tietystä pisteestä löytyvinä hiukkasina tai ainakin niillä on
tälläinen keskipiste jos eivät olekaan pistemäisiä. Onko todella mahdotonta
saada suomenkielellä sellaista perustietoa klassisen mallin mukaisesta
Bohrin vetyatomista, että saisin nuo kysymäni tiedot. Bohrin mallihan
kuitenkin antoi melko tarkkoja arvoja kokeellisten tulosten mukaan atomin
koosta ym. En haluaisi kuitenkaan mitään väittelyä asiasta vaan vastaukset
kysymyksiini. Ohittakaa se että kulutan turhaan aikaani vanentuneeseen
tietoon sillä joutoaikaa minulla kyllä on.
>> 3. Entä vetyatomin viritystilat, liikkuuko elektroni nopeammin
>> (protonin ympäri) kun se on vaikka ensimmäisessä viritystilassa ja
>> aina nopeammin mitä korkeammalla viritystilalla se on? Millainen
>> suhde näillä nopeuksilla on?
> Kts. edellinen. Bohrin mallin mukainen pistemäinen elektroni
> kiertämässä protonia ei toimi.
Jos kuitenkin toimisi, haluan ymmärtää asian Bohrin mallin mukaan.
>> 4. Kasvaako vetyatomin "koko", kun elektroni kiertää vititystiloissa,
>> suhteessa perustilaan?
> Korkeammassa viritystilassa elektronin aaltofunktiota löytyy kauempaa
> protonista.
Eli Bohrin mallissa myös?
>> 5. Olen kuullut Balmerin maagisesta luvusta, jolla voidaan laskea
>> vetyatomin viritystilojen fotonien aallonpituus? Onko tälläinen luku
>> olemassa ja saadaanko sillä oikeita tuloksia? Mikähän tämän luvun
>> lukuarvo on ja miten sillä saadaan aallonpituudet?
> http://laser.phys.ualberta.ca/~egerton/bohrmodl.htm
> http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bohrcn.html#c1
Kuinka paljon Bohrin klassisen mallin antavat arvot heittävät vetyatomin
säteessä ja elektronien ratojen etäisyyksissä verrattuna tuohon
kvanttimekaniikan antamaan epämääräisyyteen, vai eikö kvanttimekaanisessa
mallissa voi sanoa mitään vastaavaa kuin klassisessa mallissa?
Mikä oli klassisen Bohrin mallin suurin vika, ettei sen pohjalta koitettu
kehittää muita klassisia malleja jotka kuvaavat elektronin radan ja paikan
tiettynä hetkenä?
Vastaan kysymykseesi Bohrin atomimallin pohjalta.
> 1. Kuinka nopeasti elektroni liikkuu protonin ympäri perustilassa olevassa
> vetyatomissa ? Jos kvanttiteoriassa ei voida sanoa elektronin nopeutta, niin
> myös klassisen Bohrin mallin nopeus riittäisi.
Bohrin atomimallissa elektronin liikemäärä p energiatilalla n
(n=1,2,...) saadaan lausekkeesta
p = p0/n, missä p0 ~ 2 x 10^{-24} kgm/s,
joten perustilalla klassinen ratavauhti on
v0 = p0/(elektronin massa) ~ 2 x 10^6 m/s,
eli noin 1 % valonnopeudesta. Siten klassiset approksimaatiot Bohrin
atomimallissa ovat hyvin perusteltuja.
Kvanttimekaniisesti elektroni ei liiku klassista rataa, sillä ei ole
tarkkaa paikkaa eikä tarkkaa liikemäärää, siis ei myöskään tarkkaa
nopeutta. Liikemäärälle voi laskea vain kvanttimekaanisen odotusarvon.
> 2. Onko protonin ja elektronin nopeuksilla jokin suhde vetyatomissa, jos
> niin milainen?
Protonin massa on yli 1800 kertainen elektronin massaan verrattuna,
joten se on hyvässä approksimaatiossa levossa. Bohrin atomimallissa näin
myös oletetaan.
> 3. Entä vetyatomin viritystilat, liikkuuko elektroni nopeammin (protonin
> ympäri) kun se on vaikka ensimmäisessä viritystilassa ja aina nopeammin mitä
> korkeammalla viritystilalla se on? Millainen suhde näillä nopeuksilla on?
Katso kohta yksi. Se liikkuu aina hitaammin ja hitaammin, v = v0/n.
Klassisesti nopeuksien suhde on liikemäärien suhde eri energiatilojen
välillä.
> 4. Kasvaako vetyatomin "koko", kun elektroni kiertää vititystiloissa,
> suhteessa perustilaan?
Kyllä. Bohrin atomimalli antaa ratasäteeksi
r = a0*n^2,
missä Bohrin säde a0 ~ 5 x 10^{-11} m. Myös kvanttimekaniikassa
etäisyyden odotusarvo (jonka voi laskea elektronin aaltofunktion
radiaaliosasta) kasvaa korkeammille viritystiloille noustessa.
> 5. Olen kuullut Balmerin maagisesta luvusta, jolla voidaan laskea vetyatomin
> viritystilojen fotonien aallonpituus? Onko tälläinen luku olemassa ja
> saadaanko sillä oikeita tuloksia? Mikähän tämän luvun lukuarvo on ja miten
> sillä saadaan aallonpituudet?
Bohrin atomimallin mukaan kvanttitilan n energia on
E = E0/n^2,
missä E0 = -13.6 eV (miinus merkki tarkoittaa sitä, että tila on
sidottu). Emittoituneiden fotonien energiat saadaan kahden viritystilan,
(olkoot vaikka m ja n s.e. m>n) välisenä energiaerona
E(fotoni) = E0*(1/m^2-1/n^2).
Huom. E > 0, sillä E0 < 0 ja m > n, eli korkeampi viritystila purkautuu
matalammaksi. Tämä on yleinen tapaus. Balmerin sarjaksi kutsutaan
tilannetta, jossa n=2 ja m=3,4,5,... Energiasta aallonpituuteen pääset
yhteyden E=hc/lambda avulla, jolloin aallonpituuden käänteisarvot saadaan
1/lambda = R*(1/n^2-1/m^2), (m>n)
missä Rydberin vakio R ~ 10^7 1/m. Balmer keksi yhteyden, näkyvän valon
aallonpituudelle osuvassa tapauksessa n=2, aikoinaan kokeilemalla
yrityksen ja erehdyksen kautta. Tuloksen alkuperä oli täysi arvoitus.
> 6. Millä tavalla saadaan Bohrin vetyatomin säde tai halkaisija laskettua ja
> kuinka suuri se on? Onko kvanttimekaniikan antama elektronipilven koko
> vastaava?
*Kaikki* edellä olevat tulokset saadaan _laskettua_, kun oletetaan
elektronien ratojen pituuksien l=2*pi*r olevan de'Broglien
aallonpituuden moninkertoja, l = n*lambda(de'Broglie), ja Coulombin
voiman antavan elektronin keskeiskiihtyvyyden. Lasku ei ole "kamalan
vaikea". Yritä!
Kvanttimekaniikan tulokset ovat samassa suuruusluokassa. Perustilassa
kvanttimekaniikasta lasketun radiaalisen aaltofuntion maksimi on
täsmälleen Bohrin säteen kohdalla. Elektronipilven koon suuruusluokan
antava säteen odotusarvo on perustilassa
<r> = 3a0/2.
> 7. Kuinka tarkasti protonin koko tunnetaan ja mikähän mahtaa olla tarkin
> arvo tällä hetkellä?
Protoni ei ole "biljardipallo", joten sillä ei ole tarkkaa sädettä. Sen
"koko" on noin 1 fm = 10^{-15} m perustuen kokeisiin ja
kvanttimekaanisiin tarkasteluihin.
--- Sami Räsänen
> 1. Kuinka nopeasti elektroni liikkuu protonin ympäri perustilassa olevassa
> vetyatomissa ? Jos kvanttiteoriassa ei voida sanoa elektronin nopeutta, niin
> myös klassisen Bohrin mallin nopeus riittäisi.
Oioi. Taas joku yrittää opetella jotain "hienoa" unohtaen klassisen
mekaniikan. Jos oletetaan protoni paljon elektronia painavammaksi,
elektroni kiertää sitä. Radalla pysymiseen vaadittava keskihakuvoima on
klassinen sähkövarausten vetovoima. F=q^2/(4*pi*epsilon0*r^2)=m*v^2/r.
Siitä nopeudeksi v=sqrt(q^2/(4*pi*epsilon0*m*r)). Luonnonvakiot saat
etsiä itse taulukosta ja laskea lukuarvon. sqrt on neliöjuurifunktio.
Ja kuten sinulle jo todettiin, Bohrin malli ei sitten ole lähelläkään
totuutta, vaikka sillä oma historiallinen ja pedagoginen merkityksensä
voikin olla.
> 2. Onko protonin ja elektronin nopeuksilla jokin suhde vetyatomissa, jos
> niin milainen?
Klassisen mallin mukaan elektronin ja protoniin nopeuksien suhde on
niiden massojen suhteen käänteisluku.
> 3. Entä vetyatomin viritystilat, liikkuuko elektroni nopeammin (protonin
> ympäri) kun se on vaikka ensimmäisessä viritystilassa ja aina nopeammin mitä
> korkeammalla viritystilalla se on? Millainen suhde näillä nopeuksilla on?
Mitä kauempana elektroni on, sitä hitaammin se liikkuu. Nopeus on
kääntäen verannollinen radan säteen neliöjuureen.
> 4. Kasvaako vetyatomin "koko", kun elektroni kiertää vititystiloissa,
> suhteessa perustilaan?
Klassisessa mallissa radan säde kasvaa pääkvanttiluvun kasvaessa.
Kvanttimekaanisestikin elekronin miehittämä alue kasvaa ainakin
pääkvanttiluvun kasvaessa, jos koko määritellään vaikka niin, että se on
alue, jonka sisällä elektroni on tietyllä todennäköisyydellä.
Sivukvanttiluvut l ja m vaikuttavat myös elektronipilven kokoon ja muotoon.
> 6. Millä tavalla saadaan Bohrin vetyatomin säde tai halkaisija laskettua ja
> kuinka suuri se on? Onko kvanttimekaniikan antama elektronipilven koko
> vastaava?
Bohrin mallin mukaiset radat ovat sellaisia, joiden liikemäärämomentti
on muotoa L=mvr=n*h_bar, jossa m on elektronin ja protonin redusoitu
massa, v on ratanopeus, r on radan säde, n on pääkvanttiluku, joka saa
arvoikseen positiivisia kokonaislukuja, ja h_bar on planckin
vakio/(2*pi). Radan säteen ja nopeuden suhde on yllä oleva klassisen
mekaniikan mukainen. Laskemalla säteeksi tulee
r=epsilon0*n^2*h^2/(pi*m*q^2), jossa q on alkeisvaraus.
Samaa suuruusluokkaa on kvanttimekaaninen elektronipilven koko, jos
rajaksi annetaan joku järkevä suurehko arvo elektronin
sijaintitodennälöisyydelle (esim. 0,9).
Hannu Koskenvaara
Onko tuo nopeuden tai liikemäärän odotusarvo lähellä Bohrin mallin vastaavaa
nopeutta?
Kiitos paljon, tälläistä vastausta toivoin. Olisi heti pitänyt korostaa
vielä tuota Bohrin mallin mukaista, mutta kun en tiennyt kvanttimekaanisen
mallin vastauksen "epämääräisyyttä" josta ei saa mitään vastauksia.
Vielä kysymys siihen mikä pakotti Bohrin mallin muuttamisen
"todennäköisyyksiin" perustuvaksi?
Ilmeisesti klassisen mallin mukaan elektroni olisi pudonnut ytimeen, mutta
onko tällä osallisuutta uuteen malliin? Entä jos pistemäisellä elektronilla
on koko ajan määrätty rata ja sillä paikka, sekä syy tai laki jonka takia
elektroni ei voi pudota ytimeen. Mitä muuta tarvittaisiin klassisen mallin
"pelastamiseen"? Jos ydin ajatellaan kolmen pistemäisen kvarkin
muodostamaksi systeemiksi, jolla myös on syyt tai lait joiden vaikutuksesta
kolme kvarkkia vuorovaikuttavat toistensa kanssa n. 10^{-15} metrin sisällä
ja tämän lisäksi ne yhdessä vaikuttavat kaukana olevan elektronin kanssa.
Miksi tälläinen malli ei voisi kuvata koko asiaa? Onko kolmen kappaleen
ongelma tässä se suurin epäselvyys, vai joku muu syy?
Mitkä syyt pakottavat klassisen kuvauksen muuttamisen tuohon kvanttimalliin?
Olisi kiva kuulla maalaisjärjellä ymmärrettävästi esitettynä ne asiat jotka
pakottivat luopumaan klassisesta atomimallista, jossa elektroni löytyy
tietystä määrätystä paikasta joka hetki ja liikkuu radalla.
> Mikä oli klassisen Bohrin mallin suurin vika, ettei sen pohjalta koitettu
> kehittää muita klassisia malleja jotka kuvaavat elektronin radan ja paikan
> tiettynä hetkenä?
http://www3.fhs.usyd.edu.au/bio/FHatomicstruct/tsld031.htm
http://www.madsci.org/posts/archives/may2001/990640097.Ch.r.html
http://spiff.rit.edu/classes/phys314/lectures/bohrprob/bohrprob.html
http://spiff.rit.edu/classes/phys314/phys314.html
- Toimii vain yhdelle elektronille. Jo heliumatomin elektronien
energiatilat jäävät laskematta eli malli ei oikeasti toimi.
- Vetyatomin spektrin tutkiminen lähemmin paljastaa, että jotkut
viivat ovat jakaantuneet useammiksi toisiaan lähellä oleviksi
viivoiksi. Tätä Bohrin malli ei selitä vaan tarvitaan kvantti-
mekaniikkaa.
- Klassisen mekaniikan mukaan ydintä kiertävä elektroni säteilee
sähkömagneettisia aaltoja. Näin ei kuitenkaan tapahdu, sillä muuten
elektronin rata olisi protoniin putoava spiraali. Tilanne selittyy
kvanttimekaniikalla.
Hakukoneella noita löytyy, Googleen hakusanat Bohr model problems.
Kim
> Kysymykset liittyvät haluuni saada tietoa siitä onko elektronilla nopeutta
> vaikkapa kierrellessä vetyatomia ja jos niin kuinka paljon.
On sillä, mutta ei _tarkkaa_ nopeutta. Kvanttimekaniikka ennustaa
elektronin nopeudelle *todennäköisyyksiä*, jonkin jakauman, eli jos
jotenkin menisit atomin sisään mittailemaan elektronin nopeutta, niin
saisit yleisesti jokin nollasta eroavan nopeuden, mutta aina eri
nopeuden ja voisit etukäteen tietää vain todennäköisyydet saada eri
vastauksia.
Jos haluat siis *tietää*, onko elektronilla nopeutta, niin tämä on
nykytiedon mukaan oikea vastaus. Jos haluat tietää, miltä tuo jakauma
näyttää, niin se on helppo kertoa.
> Haluan nopeuksia. Eikö mistään enää saa nopeuksia kun todennäköisyydet
> hävittävät kaiken?
Tietysti saa! Saat vain *todennäköisyyksiä* nopeuksille (tai sitten
esimerkiksi keskimääräisiä nopeuksia).
> Jos kuitenkin toimisi, haluan ymmärtää asian Bohrin mallin mukaan.
Tilannetta ei voi *ymmärtää* Bohrin mallin mukaan, koska koko malli on
pelkästään tyhjästä nyhjäisty purkkaviritys, jota ei alun perinkään
luotu *käsitteellistä* ymmärtämistä varten. Siitä voi ennustaa
numeroita (jotka eivät edes ole tarkasti oikeita), mutta ei muuta.
> Mikä oli klassisen Bohrin mallin suurin vika, ettei sen pohjalta koitettu
> kehittää muita klassisia malleja jotka kuvaavat elektronin radan ja paikan
> tiettynä hetkenä?
Se, mistä yllä vihjaisin: Bohrin malli ei perustu millekään fysiikan
teorialle, vaan se on oikeastaan vain muutama mitenkään perustelematon
ad hoc -oletus klassisen mekaniikan päälle liimattuna. Nämä oletukset
ovat sitten nimenomaan sellaisia, että niitä ei voi edes *ilmoittaa*
muille kuin vetyatomille eli alusta alkaen Bohrillekin oli selvää,
että hänellä ei ollut mitään uutta perustason fysiikan teoriaa, vaan
*yhden ilmiön fenomenologinen malli* (joka pitäisi myöhemmin sitten
selittää jollain "oikealla" fysiikan teorialla, kunhan vain se ensin
löydettäisiin).
Nyttemmin on sitten löydetty yleinen teoria, joka osaa selittää Bohrin
mallin toimivuuden, joten Bohrin malliin palaamiseen ei ole mitään
syytä (vaikka kvanttimekaniikka osoittautuisikin vääräksi, Bohrin
malli on silti edelleen yhtä vanhentunut).
Bohrin atomimallissahan elekronia radallaaan pitää sähköisen voiman
aiheuttama vetovoima. Mutta samaisen sähkömagnetiikan lakien mukaan
ympyrärataa liikkuva varattu kappale, eli se elektroni, säteilee koko
ajan liike-energiaansa pois sähkömagneettisena säteilynä. Täten Bohrin
malli on ristiriidassa klassisen sähkömagnetiikan kanssa.
Jos hylkäämme sähkömagnetiikan, mikään voima ei enää pidä elektronia
radallaan. Jos huomioimme sähkömagnetiikan, elektroni säteilee
liike-energiansa pois ja tippuu ytimeen.
Jos haluat pelastaa Bohrin mallin, sinun pitäisi kehittää
erilainen sähkömagnetiikka, jossa tuota ristiriitaa ei olisi.
Ei kuitenkaan kannata alkaa väittämään, ettei sähkömagneettista
säteilyä synny varatun kappaleen liikkuessa ympyrärataa, sillä
tuo on mitatttavissa oleva tosiasia. Vielä vähemmän kannattaa
alkaa väittämään ettei sähkömagneettista säteilyä ole ollenkaan,
sillä jokainen on kuunnellut radioa ja käyttänyt kännykkää.
> Sami Rasanen wrote:
>> Kvanttimekaniisesti elektroni ei liiku klassista rataa, sillä ei ole
>> tarkkaa paikkaa eikä tarkkaa liikemäärää, siis ei myöskään tarkkaa
>> nopeutta. Liikemäärälle voi laskea vain kvanttimekaanisen odotusarvon.
>
> Onko tuo nopeuden tai liikemäärän odotusarvo lähellä Bohrin mallin vastaavaa
> nopeutta?
Ei. Perustilassa nopeuden odotusarvo on nolla.
Myöskin, jos lasketaan *paikan* eikä *säteen* odotusarvo, tulos on,
että perustilassa elektronin todennäköisin paikka on ytimen päällä
(samassa kohdassa jossa protonin todennäköisin paikka on) ja siitä
ulospäin lähdettäessä todennäköisyys sitten laskee monotonisesti.
Kvanttimekaniikassa ei siis välttämättä ole edes mitään likimääräistä
"kiertorataa".
> Vielä kysymys siihen mikä pakotti Bohrin mallin muuttamisen
> "todennäköisyyksiin" perustuvaksi?
Sanoin käsitteellisistä seikoista jo toisessa viestissä. Niiden
lisäksi Bohrin malli vain yksinkertaisesti antoi vääriä arvoja (mikä
ei tietenkään ole ollenkaan yllättävää, koska se ei lähtökohdaltaan
ole suhteellisuusteorian mukainen; kvanttimekaniikalla atomi voidaan
käsitellä myös suhteellisuusteorian mukaisesti ja silloin saadaan
hyvin tarkasti kokeisiin sopivia arvoja).
> Ilmeisesti klassisen mallin mukaan elektroni olisi pudonnut ytimeen, mutta
> onko tällä osallisuutta uuteen malliin?
On. Bohrin mallissa oletettiin ilman mitään muuta selitystä, että
elektroni ei "putoa" (eli teorian ongelma kierrettiin yksinkertaisesti
vain myöntämällä, että teoria ei ole lopullinen). Kvanttimekaniikassa
ei ole tällaista ongelmaa ollenkaan.
> Mitkä syyt pakottavat klassisen kuvauksen muuttamisen tuohon kvanttimalliin?
> Olisi kiva kuulla maalaisjärjellä ymmärrettävästi esitettynä ne asiat jotka
> pakottivat luopumaan klassisesta atomimallista, jossa elektroni löytyy
> tietystä määrätystä paikasta joka hetki ja liikkuu radalla.
*Atomimallien* kontekstissa sitä on hyvin vaikea selittää, koska se
siirros ei varsinaisesti tapahtunut atomimalleissa. Joidenkin muiden
tilanteiden yhteydessä se voisi olla helpompaa.
> *Atomimallien* kontekstissa sitä on hyvin vaikea selittää, koska se
> siirros ei varsinaisesti tapahtunut atomimalleissa. Joidenkin muiden
> tilanteiden yhteydessä se voisi olla helpompaa.
En tiedä miten tuo historiallisesti meni, mutta nykyään on
helppo todeta miksi klassinen hiukkasmalli ei kuvaa elektronin
käyttäytymistä kovinkaan hyvin: Kaksoisrakokoe elektroneille.
P.S. Mikään ei tietenkään kiellä tekemästä kolmea tai
useampaakin rakoa :-). Itseasiassa on hassua miksei kukaan
koskaan puhu kolmesta raosta. (Zeen kirjaa lukiessa tuli
sellainen "no olisi pitänyt älytä" tune :-)
Kysyjä varmastikin tarkoitti nopeuden *itseisarvon* odotusarvoa,
eikä nopeusvektorin itseisarvoa.
Nopeuden itseisarvon ("vauhdin") odotusarvo ei varmastikaan ole nolla.
--
Jukka....@iki.fi
* Kauankos viis miestä virstaa käy. (Suom. sananlasku)
Jos siis pystyy luomaan mallin, jossa on yksiselitteinen syy sille että
elektroni ei tipu ytimeen tai kvarkit muodostavat tuon noin 10^{-15}
alueella "pyörivän" syteemin, johon nähden elektroni vielä liikkuu Bohrin
radan alueella niin muuta ei tarvita klassisen mallin palauttamiseen?
Raipala tuossa ylempänä kirjoitti:
" Niiden lisäksi Bohrin malli vain yksinkertaisesti antoi vääriä arvoja
(mikä
ei tietenkään ole ollenkaan yllättävää, koska se ei lähtökohdaltaan
ole suhteellisuusteorian mukainen; kvanttimekaniikalla atomi voidaan
käsitellä myös suhteellisuusteorian mukaisesti ja silloin saadaan
hyvin tarkasti kokeisiin sopivia arvoja)."
Mitä vääriä arvoja siis Bohrin atomimalli antoi? Jos on muuten toimiva
malli, joka antaa oikealla etäisyydellä kiertävät hiukkaset (Bohrin mallin
etäisyydellä, vain tarkemmin arvoin) eikä elektroni mallissa säteile ja
putoa ytimeen, niin mistä arvoista näkee ettei malli ole oikea tai on oikea
kvanttimekaanisen mallin arvojen kanssa.
Toivoisin ettette nyt syyllistyisi naureskelemaan, vaan kertoisitte oikeasti
miten tälläisen mallin oikeellisuus/virheellisyys voitaisiin tarkistaa.
Jos tälläisellä mallilla voitaisiin kuvata ydin ja atomi oikein, niin että
saadut arvot olisivat samat kuin kvanttimekaniikan antamat, niin mikä saisi
esim. kaksoisrakokokeen tuloksen olemaan erilainen? Eikö malli joka kuvaisi
perushiukkaset, ytimet ja atomit oikein mutta klassisesti, kuvaisi myös muut
hiukkastapahtumat oikein? Klassisella tarkoitan Bohrin mallia lisättynä
tietyllä kvanttiehdolla tai lailla joka estää elektronin säteilemisen ja saa
aikaan nuo radat ym.
Lyhyesti:
Sen mukaan spektriviivat ovat väärissä paikoissa.
Alimmat spektriviivat tosin vain hiukan väärässä.
Jos pitää selittää mitä atomin spektriviivat tarkoittavat
ja miten niitä mitataan, niin kerro?
Jos klassinen malli pienellä lisällä tekee seuraavaa:
1. Luo kolmesta pistehiukkasesta kvarkkisysteemin jonka koko on n. 10^{-15}
m
2. Näyttää radan vedyn pistemäiselle elektronille spin protonin suuntainen
tai spin vastasuuntainen ja antaa näille radan arvot jotka ovat hyvin
lähellä tutkittuja.
3. Elektronit eivät tipu ytimeen.
Niin mistä seuraavaksi pystyy näkemään onko malli toimiva?
Eli jos malli antaa lähellä tutkittuja olevat arvot vetyatomille elektronin
kahdella spintilalla, niin tämä ei kerro vielä mitään vaan on tehtävä sama
useampielektronisilla atomeilla.
Pystyykö vedyn lisäksi deuterium ja tritium-ytimillä testaamaan mallin
pätevyyttä jotenkin, vaikkapa hajoamisenergiat?
> Jos pitää selittää mitä atomin spektriviivat tarkoittavat
> ja miten niitä mitataan, niin kerro?
Spektriviivat ovat aika selviä:) Tosin tarkkoja aallonpituusarvoja niille on
ollut melko hankalaa löytää. Olisikohan jonnekin koottu vaikkapa atomien
alkupään luettelo niistä?
> Jos klassinen malli pienellä lisällä tekee seuraavaa:
> 1. Luo kolmesta pistehiukkasesta kvarkkisysteemin jonka koko on n. 10^{-15}
> m
> 2. Näyttää radan vedyn pistemäiselle elektronille spin protonin suuntainen
> tai spin vastasuuntainen ja antaa näille radan arvot jotka ovat hyvin
> lähellä tutkittuja.
> 3. Elektronit eivät tipu ytimeen.
> Niin mistä seuraavaksi pystyy näkemään onko malli toimiva?
Katsomalla, mitä muuta tuollaisesta mallista seuraisi, ja miten nuo muut
mallin ennustamat ilmiöt vastaisivat havaintoja.
Kvanttimekaniikka lienee ennustustensa oikeellisuuden suhteen yksi
parhaita olemassaolevia fysiikan teorioita.
--
Tapio Peltonen
Tässäpä tuo Bohrin mallin mukainen nopeus:
v=e*e/(e0*2*n*h), kun e on alkeisvaraus, e0 tyhjiön permitiivisyys,h Plancin
vakio
v=2187692m/s
> 2. Onko protonin ja elektronin nopeuksilla jokin suhde vetyatomissa, jos
> niin milainen?
- Protonin ja elektonien pintaa päivittävän säteilyn nopeuksien suhde on
noin 40.
- Protoni siis ilmeisesti pyörii ympäri akselinsa ympäri sangen nopeasti.
> 3. Entä vetyatomin viritystilat, liikkuuko elektroni nopeammin (protonin
> ympäri) kun se on vaikka ensimmäisessä viritystilassa ja aina nopeammin
mitä
> korkeammalla viritystilalla se on? Millainen suhde näillä nopeuksilla on?
- Tuo nopeus käy ilmi tuossa yllälaskemassani kaavassa. Kun elektroni menee
ylemmälle viritystilalle, se liikkuu hitaammin. Suhde 1/n, missä n
viritystilan nro.
> 4. Kasvaako vetyatomin "koko", kun elektroni kiertää vititystiloissa,
> suhteessa perustilaan?
Tottakai. Elektroni kietää kauempana, joten vety on silloin suurempi.
> 5. Olen kuullut Balmerin maagisesta luvusta, jolla voidaan laskea
vetyatomin
> viritystilojen fotonien aallonpituus? Onko tälläinen luku olemassa ja
> saadaanko sillä oikeita tuloksia? Mikähän tämän luvun lukuarvo on ja miten
> sillä saadaan aallonpituudet?
- Tarkoitat varmaankin Rydbbergin vakiota R. 1/lamda = R(1/n*n-1/m*m), missä
n ja m viritystilojen nrot ja lamda aallonpituus.
> 6. Millä tavalla saadaan Bohrin vetyatomin säde tai halkaisija laskettua
ja
> kuinka suuri se on? Onko kvanttimekaniikan antama elektronipilven koko
> vastaava?
L=e0*n*n*h*h/pi*m*e*e
Se voidaan myös laskea kvanttimekaniikalla Schrödingerin yhtälöistä:
L=sqrt(h/c*R*8*m)/pi
E=5.29*10^11m, kun elektroni kiertää ensimmäisellä orbitaalilla.
> 7. Kuinka tarkasti protonin koko tunnetaan ja mikähän mahtaa olla tarkin
> arvo tällä hetkellä?
- Hyvinkin tarkkaan. Tuo elektronin kiertoetäisyys tarjoaa erään koon.
! Aki !
Älä lähde yrittämään. Protonin rakenne on *paljon* monimutkaisempi, kuin
kolmen kvarkin kokoelma.
> 2. Näyttää radan vedyn pistemäiselle elektronille spin protonin suuntainen
> tai spin vastasuuntainen ja antaa näille radan arvot jotka ovat hyvin
> lähellä tutkittuja.
Älä lähde yrittämään. Spin ei ole klassinen ilmiö. Jos elektronin
*oletettaisiin* (aivan hihasta vedetty oletus _vain_ seuraavaa
arqumenttia varten) olevan pallo, jonka säde on mittausten sallima
10^{-18} m, niin sen kehän pitäisi pyöriä yli valonnopeudelle, jotta
spin "selittyisi" klassisena pyörimisenä. Puhumattakaan monesta muusta
asiasta, jota ei klassisesti pystytä kuvailemaan.
Itseasiassa elektronin spin täytyy tuoda keinotekoisesti myös
epärelativistiseen kvanttimekaniikkaan, mutta se kuitenkin osataan
selittää relativistisella kvanttimekaniikalla. Pointti: spin ei lopulta
ole ihan yksinkertainen juttu.
En halua masentaa sinua tms, mutta mikromaailma ei vaan ole klassinen.
Ja kuten monet aikaisemmat viestitkin kertoivat, Bohrin atomimalli on
todellakin vain kahteen oletukseen pohjaava *malli*, joka toimii vain ja
ainoastaan yksielektronisille atomeille (ioneille). Niitäkin se pystyy
kuvaamaan vain osittain, ja vedystä raskaampiin ioneihin siirryttäessä
koko ajan huonommin ja huonommin. Kvanttimekaniikka on teoria, joka
kertoo myös sen miksi Bohrin atomimalli toimii niinkin hyvin kuin se
toimii, kuten Jaakko kertoi.
Et ehkä tiennyt, mutta kvanttimekaniikassa on eräs selkeä ero klassiseen
fysiikkaan nähden. Kvanttimekaanisella hiukkaselle ei ole
maailmanviivaa, joten jo puhuminen esimerkiksi elektronin kiertoradoista
ytimen ympäri on itseasiassa virheellistä. Älä siis lähde etsimään
klassisia ratoja, sellaisia ei ole.
Kvanttimekaniikan avulla voidaan laskea millä todennäköisyydellä
hiukkanen siirtyy avaruuden pisteestä a pisteeseen b ajan t kuluessa.
Lisäksi osoittautuu, että klassinen rata on _todennäköisin_ vaihtoehto
kaikista - äärettömän monesta - reiteistä, mitä pitkin hiukkanen voi
liikkua pisteiden välillä. Hiukkasen kulkemaa rataa, siis
maailmanviivaa, ei kuitenkaan saada selville. Itseasiassa koska
Heisenbergin epämääräisyysrelaation nojalla hiukkasella ei ole tarkkaa
paikkaa ja liikemäärää yhtä aikaa, niin tällaista rataa todellakaan ei
ole riippumatta siitä voisimmeko edes periaatteessa mitata sen.
--- Sami Räsänen
[ bohrin mallin selityksistä ]
> Spektriviivat ovat aika selviä:) Tosin tarkkoja aallonpituusarvoja niille on
> ollut melko hankalaa löytää. Olisikohan jonnekin koottu vaikkapa atomien
> alkupään luettelo niistä?
Ongelma vetyatomin spektriviivojen kanssa tulee useammasta suunnasta.
1) Bohrin atomimalli ennustaa spektriviivojen paikat hieman pieleen.
Tässä ovat vedylle mitatut optiset spektriviivat:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hyde.html#c5
Tällä sivulla voit laskea Bohrin mallilla viivojen paikat:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hyde.html#c4
2) Bohrin atomimalle ei kerro, miksi osa spektriviivoista muodostuu
useammasta vierekkäisestä viivasta. Tässä edellisessä linkissä
mitattua spektriä lähemmin tarkasteltuna, eli 656.3 nm viivan
jakautuminen kaksoisviivaksi. Tätä ei Bohrin malli selitä
vaan tarvitaan kvanttimekaniikkaa (elektronin spin).
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/hydfin.html#c1
3) Bohrin atomimalli ei selitä spektriviivojen keskinäisten
intensiteettien eroja.
Muutamien aineiden spektrejä löytyy täältä:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/atspect.html#c1
http://home.achilles.net/~jtalbot/data/elements/
Lähes kaikkien alkuaineiden optiset spektriviivat löytyvät täältä,
jos opettelee sivua käyttämään:
NIST Atomic Spectra Database
http://physics.nist.gov/cgi-bin/AtData/main_asd
http://physics.nist.gov/cgi-bin/AtData/pt?optionslist=XXT1
Minun mielestäni tuhlaat aikaasi, jos yrität saada mitattuja spektrejä
sopimaan Bohrin atomimalliin. Sitä on yritetty ennenkin monen fyysikon
voimin ilman, että lopputulos olisi ollut tyydyttävä tai edes välttävä.
Kim
On tämä ryhmä ihme paikka kun aina saa vastauksia: älä yritä, älä tee sitä
tai tätä, älä mieti.
Mikähän ihme porukkaa ajaa tuollaiseen? Mitä helvettiä se jotain haittaa jos
toinen yrittää rakentaa maailmanmalleja klassiselle pohjalle, vaikkei siinä
ikinä onnistuisikaan.
Jos 1900-luvun alussa on ollut toisenlainen tilanne ja Einsteinin näkemystä
on painettu samalla tarmolla maanrakoon, niin todella ihme heppu kun uudisti
fysiikkaa. Mistä helvetistä te tiedätte mihin fysiikka saattaa uudistua kun
sanotaan mielummin: Koita ihmeessä.
Noi: ei, älä missään nimessä.. on todella outoa juttua, ihan tässä itsekin
alkaa kallistua sen kvanttisalaliiton kannalle.
> Mikähän ihme porukkaa ajaa tuollaiseen? Mitä helvettiä se jotain haittaa jos
> toinen yrittää rakentaa maailmanmalleja klassiselle pohjalle, vaikkei siinä
> ikinä onnistuisikaan.
Tieteen tekemisessä ei pidä unohtaa tieteen historiaa. Ja varsinkin
empiirisissä tieteissä täytyy muistaa, että uusia teorioita tarvitaan
siellä, missä vanhat teoriat ovat epätäydellisiä tai ennustavat asioita
väärin. Fysiikan teorian pätevyyden mittari on sen ennustuskyky.
Eli, rautalangasta: Uusia teorioita ei kannata yrittää luoda ennen kuin
ymmärtää vanhat teoriat, ja ymmärtää missä kohdin ne ovat
epätäydellisiä.
--
Tapio Peltonen
>
> "Janina" <ute...@mbnet.fi> kirjoitti
> viestissä:u0qsb.457$Af....@reader1.news.jippii.net...
> > 1. Kuinka nopeasti elektroni liikkuu protonin ympäri perustilassa olevassa
> > vetyatomissa ? Jos kvanttiteoriassa ei voida sanoa elektronin nopeutta,
> niin
> > myös klassisen Bohrin mallin nopeus riittäisi.
>
> Tässäpä tuo Bohrin mallin mukainen nopeus:
> v=e*e/(e0*2*n*h), kun e on alkeisvaraus, e0 tyhjiön permitiivisyys,h Plancin
> vakio
> v=2187692m/s
Hieman päälle 2 miljoonaa metriä sekunnissa. Valon nopeuskaan ei ole
rajana?
> > 6. Millä tavalla saadaan Bohrin vetyatomin säde tai halkaisija laskettua
> ja
> > kuinka suuri se on? Onko kvanttimekaniikan antama elektronipilven koko
> > vastaava?
>
> L=e0*n*n*h*h/pi*m*e*e
> Se voidaan myös laskea kvanttimekaniikalla Schrödingerin yhtälöistä:
> L=sqrt(h/c*R*8*m)/pi
>
> E=5.29*10^11m, kun elektroni kiertää ensimmäisellä orbitaalilla.
Yli 500 miljoonaa kilometriä? Tähän en osaa enää sanoa mitään.
Muihin kohtiin en sitten osaa kommentoida senkään vertaa. Ehkä tämä
aihealue on vain minulle liian vaikea. Tai sitten yrität piilotetusti
ilmaista Bohrin mallin paikkansapitämättömyyden?
-tl
Kvanttimekaniikka on täydellinen vai?
Ilmeisesti sinä et tarvitse todennäköisyystulkinnan takana olevaa tulokset
syin selittävää teoriaa, vaikka sellainen olisi?
Todella ihme näkemys, ettei luonnon todellinen olemus kiinnosta vaan se että
teoria ennustaa likiarvoja. Kyllä on tiede kauas sivuraiteille ajanut jos
tuo on yleinenkin näkemys. Mittamiehille tämä suotakoon, mutta todellinen
tiedemies koittaa etsiä syitä luonnon ilmiöille. Näitä lainalaisuuksien eli
syiden etsijöitä ovat olleet kaikki fysiikan suurmiehet.
> Eli, rautalangasta: Uusia teorioita ei kannata yrittää luoda ennen
> kuin ymmärtää vanhat teoriat, ja ymmärtää missä kohdin ne ovat
> epätäydellisiä.
Eikö tässä kyselty vanhojen teorioiden epätäydellisyyttä ja virheellisyyttä
verrattuna kvanttimekaniikan antamiin tuloksiin, mielestäni kyllä.
Kyselijä myöskin sanoi, jos oikein ymmärsin, että hän on saanut oikeanlaisia
tuloksia klassiseen malliin nähden. Ilmeisesti tulokset eivät olleet aivan
yksi yhteen, koska hän kyseli kvanttimekaniikan tarkempia arvoja. Mistä
tiedät vaikka hänen saamansa tulokset olisivatkin olleet niitä oikeita jotka
kvanttimekaniikka antaa suurimmalla todennäköisyydellä ja siksi hän kysyi
tarkennuksia? Lisäksi puhe oli teorian mahdollistamasta spintilojen
erottamisesta ja säännöstä joka estää elektronin spiraalisyöksyn protoniin.
Tuohan olisi mielenkiintoista.
Tehdään nyt tälläinen oletus että kysyjä olisi kaikkien todennäköisyyksien
vastaisesti kehittänyt mallin joka oikeasti kuvaa luonnon käyttäytymistä ja
se on kaikesta huolimatta enemmän klassinen kuin tilastollinen, ja
kvanttimekaniikka todennäköisyyksineen antaa likiarvot. Täältä saadun
palautteen, jossa ei paljonkaan anneta mitään vastauksia, vaan keskitytään
enemmän siihen, 'ettet sinä mitään voi tietää, opettele oikea
kvanttimekaniikka, jonka jälkeen unohdat tuollaiset'. Sanon että mahdollisen
uuden teorian oivaltajan tarvitsee olla todella ihmeihminen että saa
tälläisen jälkeen teoriansa valmiiksi, eikä anna periksi ja usko
viisaampiensa neuvoja. Suomalaisiakin yhtenäiskenttäteorioiden kehittäjiä on
löytynyt, joten mistä tiedät ettei heitä voi tulla lisää, ja joku saattaa
jopa keksiä sen TOE teorian? Epätodennäköistähän se on muttei mahdotonta.
Ei se haittaa ketään. Koskaan, en koskaan sano kenellekkään älä mieti!
Päinvastoin.
Kuten sanoin, en missään nimessä halunnut masentaa. Näitä juttuja on
mietitty 100 vuotta Bohrin atomimallin jälkeen. Käyppä joskus sivulla
www.arxiv.org katsomassa millainen määrä tieteellisiä artikkeja
julkaistaan yhden päivän aikana. Jos aloittaisin aamulla 8 jatkaen
ilta-ties-kuinka-myöhään, niin en ehtisi edes lukemaan jokaista _sen
päivän_ aikana postattua tieteellistä tutkimusta, en edes omalta
alaltani. Puhumattakaan siitä, että sellaiseen tahtiin en ehtisi
miettiä, puhumattakaan ymmärtää, vähäisimmässäkään määrin lukemaani.
Siis näitä asioita on tuhannet ja taas tuhannet tutkijat kehitelleet
vuosikymmeniä. Ei yksinkertaisesti kannata aloittaa funtsimaan asioita
siitä pisteestä, missä oltiin 100 vuotta sitten. Sen sijaan kannattaa
lähteä tämän päivän tilanteesta liikkeelle, niin ei tarvitse keksiä 2
miljoonaa kertaa pyörää uudelleen.
> Jos 1900-luvun alussa on ollut toisenlainen tilanne ja Einsteinin näkemystä
> on painettu samalla tarmolla maanrakoon, niin todella ihme heppu kun uudisti
> fysiikkaa. Mistä helvetistä te tiedätte mihin fysiikka saattaa uudistua kun
> sanotaan mielummin: Koita ihmeessä.
Tässä on kanssa yksi populaarikirjallisuuden kirous. Einstein ei
repäissyt ajatuksiaan tyhjästä! Hän oli erittäin hyvin perillä sen
hetkisestä fysiikan tilanteesta ja tutki _samoja ongelmia_ kuin muutama
tuhat muuta aikalaista. Einstein vain onnistui niputtamaan
kokonaisuuksia varsin kadehdittavasti, mutta mitä suuremmassa määrin
rakentaen olemassa olevan päälle!
Todellakin:
Lorentzin muunnokset ja niiden keskeiset ominaisuudet tunnettiin jo
ennen Einsteinin työtä. Niiden merkitys sähköfysiikassa oli pitkälle
selvitetty. Einstein onnistui hahmottamaan kokonaisuuden ja näki
klassisen mekaniikan yhteyden näihin asioihin. Tätä tutki useat muutkin
tähän aikaan, Einstein oli vain kaikkia muita riittävästi fiksumpi.
Erityisen suhteellisuusteorian "moderni" esitys nk. nelivektorien avulla
ei ole Einsteinin käsialaa, vaan matemaatikon nimeltä Minkowski.
Einstein aluksi itsekkin nikotteli 4-vektoriformalismin kanssa, mutta
huomasi sen hyvin käteväksi. Sopivasti aikaisemmin matemaatikko Riemann
"oli aloittanut" tänä päivänä Riemannin geometriaksi kutsutun
matematiikan alan. Hyvin yksinkertaistaen sanottuna, Einstein ymmärsi,
nelivektoriformalismin omaksuttuaan, Riemannin geometrian
käyttömahdollisuuden. Tuloksena yleinen suhteellisuusteoria, joka *ilman
muuta* sisälsi aivan erityisen nerokasta ajattelua. Kuitenkin jo Riemann
itse oli kirjoitellut marginaaliin "voima on geometriaa" ja Einsteinin
kanssa samoihin suhteellisuusteorian yhtälöihin päätyi matemaatikko
Hillbert. Tätä Einstein tarkoitti sanoessaan:"Ellen minä olisi keksinyt
suhteellisuusteoriaa, joku toinen olisi tehnyt sen pian". Einstein itse
ymmärsi, että hänen työnsä kuitenkin pohjasi hyvin vahvasti entisen päälle.
Toki Einsteinia vastustettiin (100 teesiä jne). Se kuitenkin johtui
siitä, että hän lähestyi _aikansa_ ongelmia _uudella_ tavalla, jonka
omaksumista muut saivat pureskella. Painot todellakin sanoilla *aikansa*
ja *uudella*.
Kaikki kunnia Einsteinille työstä, johon harva tieteentekijä on
pystynyt. Mutta hänkin työskenteli oman aikansa ongelmien kanssa, sen
aikaisen tiedon pohjalta kyeten luomaan paljon uutta.
Vielä kerran. En todellakaan halua masentaa, vielä vähemmän kieltää
ajattelemasta. Olen kuitenkin varma siitä, että 100 vuotta vanhan
ongelman penkominen tavalla, joka alun alkaenkin tiedettiin
puutteelliseksi, on tehtävä jota en halua suositella kenellekkään.
Varsinkin kun kvanttimekaniikka on ratkaisut kyseisen ongelman 80 vuotta
sitten.
MIETI!
> Noi: ei, älä missään nimessä.. on todella outoa juttua, ihan tässä itsekin
> alkaa kallistua sen kvanttisalaliiton kannalle.
Edellytys sille, että Einstein pystyi luomaan uutta oli se, että hän
tunsi vanhan erittäin hyvin. Opiskele sekä klassinen fysiikka että
kvanttimekaniikka kiireestä kantapäähän, tutustu tämän päivän polttaviin
fysiikan ongelmiin. Se on lähtökohta uuden luomiselle. Tietyllä tavalla
esittämäsi kommentit vähättelevät tuhansien tieteen tekijöiden elämäntyötä.
--- Sami Räsänen
> Toivoisin ettette nyt syyllistyisi naureskelemaan, vaan kertoisitte oikeasti
> miten tälläisen mallin oikeellisuus/virheellisyys voitaisiin tarkistaa.
No minkä tahansa mallin virheellisyys on helppo saada selville:
Verrataan mittaustuloksiin. Tämä on koko kokeellisen tieteen perusajatus.
Bohrin atomimalli antoi lähes oikeita arvoja vedylle, mutta käsittääkseni
paljon vääriä arvoja muille atomeille, ja lisäksi se ei osannut ollenkaan
ennustaa spektriviivojen kahdentumista.
Jos Bohrin mallia aikoisi jotenkin "parantaa", niin pitäisi paitsi
saada sen ennustuksen toimimaan muidenkin kuin vetuatomien kanssa.
Mutta tärkeämpää olisi selittää, miksi eletroni ei säteily ympyrää
kiertäessään. Pitäisi joko esittää jonkun ennen tuntemattoman luonnonlain
olemassaolo, tai sitten esittää että jotkun sähkömagnetiikan ilmiöt eivät
olekaan olemassa. Kummassakin tapauksena olisi vaarana, että noista
"muokatuista" luonnonlaeista voisi myös johtaa muitakin ennustuksia, jotka
saattaisivat olla joidenkin muiden koetulosten kanssa ristiriidassa. Tai
siis tuolta asia minusta näyttää. En sano etteikö tuollaista mallia ehkä
kenties voisi kehittää, mutta ainakaan siinä ei ole kukaan vielä
onnistunut. (Ja malli joka selittäisi vain osan atomien ominaisuuksista,
vaikka yhtä hyvinkin kuin kvanttimekaniikka, ei vielä olisi yhtä
hyödyllinen kuin kvanttimekaniikka, sillä sen sovellusalue olisi
suppeampi.)
Ja vaikka onnistuisikin, niin malli olisi silti varmaan ristiriidassa
kaksoirakokokeen kanssa. Ja jos se _ei_ olisi ristiriidassa
kaksoisrakokokeen kanssa, niin voisiko sitä enää millään mittapuulla pitää
klassisena mallina?!?
> Jos tälläisellä mallilla voitaisiin kuvata ydin ja atomi oikein, niin
> että saadut arvot olisivat samat kuin kvanttimekaniikan antamat, niin
> mikä saisi esim. kaksoisrakokokeen tuloksen olemaan erilainen?
> Eikö malli joka kuvaisi perushiukkaset, ytimet ja atomit oikein mutta
> klassisesti, kuvaisi myös muut hiukkastapahtumat oikein?
Riippuu vähän mitä haluat tarkoittaa sanalla "klassinen", mutta kun
kvanttimekaniikan mukaan elektroni tavallaan menee molemmista raoista,
niin olisiko mikään malli jonka mukaan myös elektroni menee molemmista
raoista, enää klassinen? Eikö juuri hiukkasten aaltoluonteen
huomioonottaminen ole se kohta, jossa klassinen fysiikka loppuu?
Ehkä kyse onkin siinä että tuota lähes sadan vuoden takaista mallia ei ole
mietitty, vaan nykyään mietitään varmasti lähes 100 %:sti kvanttimekaniikan
nykyistä mallia ja sen mahdollisia ongelmia, mutta vain siinä mielessä että
tutkijat eivät epäile millään tavalla tuota tilastollisuutta
luonnonkuvauksen viimeisenä sanana.
Kysyn vaan huvikseni, montako artikkelia olet löytänyt lähivuosilta, jotka
koskisivat tutkimusta klassisen mallin mukaisesti, jossa elektroni
todellakin on reaalimaailman hitu jolla on rata ytimen ympärillä ja tähän
oltaisiin lisätty jotain joka korjaisi klassisen mallin puutteet. Et
varmasti yhtään. (Bohrin) klassisesta atomimallista tulee helposti kuva,
jossa on piirretty pieni ympyrä (ydin) ja sen sisälleen jättävä suurempi
ympyrä, joka kuvaa elektronin rataa ja tässä kaikki. Oikeasti klassisen
atomimallin idea on siinä että luonnossa elektroni todellakin kiertää ydinta
radalla tai tietyllä etäisyydellä (se ei tosin kiellä etteikö elektroni
voisi pumpata radallaan, siis olla välillä lähempänä ydinta ja välillä
kauempana) ja se on tietyllä ajanhetkellä tarkoin määritettävässä kohdassa
rataa.
> Edellytys sille, että Einstein pystyi luomaan uutta oli se, että hän
> tunsi vanhan erittäin hyvin. Opiskele sekä klassinen fysiikka että
> kvanttimekaniikka kiireestä kantapäähän, tutustu tämän päivän
> polttaviin fysiikan ongelmiin. Se on lähtökohta uuden luomiselle.
> Tietyllä tavalla esittämäsi kommentit vähättelevät tuhansien tieteen
> tekijöiden elämäntyötä.
Jos tuollainen klassisen mallin, eli mallin jossa elektroni on oikeasti
jossakin kohtaa ytimen ympärillä kiertämässä sitä, saisi toimimaan niin että
selittäisi ilmiöt vähintäänkin yhtä hyvin kuin nykyinen teoria, niin olisiko
se kehittäminen ollut vähättelyä tieteentekijöitä kohtaan?
Suomalainen fyysikko Gunnar Nordström esitti yleisen suhteellisuusteorian
kanssa "kilpailevan" version, missä painovoimakenttä oli skalaari eikä
tensori, mutta joka antoi rajatapauksena suppen suhteellisuusteorian.
Jos 1919 auringonpimennyskokeessa valo ei olisikaan taipunut
painovoimakentässä, niin silloin ehkä Nordtrömin versio
suhteellisuusteoriasta olisi ollut oikea. Tietysti jälkeenpäin Einstein
saa kosolti pisteitä siitä että oli oikeassa, mutta ennen kokeen tekemistä
oli vain kaksi erilaista matemaattista teoriaa. Hiukan leikkimiellä kai
voi ajatella, että entä jos luonto olisikin toiminut toisin? Sitähän
herrat eivät voineet tietää ennen mittausta.
Lähde:
http://www.helsinki.fi/~eisaksso/nordstrom/gunnar.html
Hyppään hetkeksi atomimallista yleisemmin kvanttimekaniikkaan ja sen
vaihtoehtoihin.
Kaikki Bellin epäyhtälöiden ympärille liittyvä tutkimus tavalla tai
toisella sivuaa aihetta. Aihetta on tutkittu 30 vuotta ja minuutin
etsimisen jälkeen löysin artikkelin viime kuulta.
Löyhästi ilmaistuna "klassiset" teoriat toteuttavat Bellin epäyhtälön,
kvanttimekaniikka rikkoo sitä. Tässä "klassiset" teoriat sisältävät
hyvin karkeasti jaettuna kaksi alalajia:
1) teoriat, joissa tilastollisuus johtuu nk. piilomuuttujista
2) teoriat, joissa tilastollisuus johtuu tuntemattomasta potentiaalista
Eli tehdyt havainnot olisivat keskiarvoja näiden (toistaiseksi)
tuntemattomien muuttujien yli tai sitten (toistaiseksi) tuntematon
potentiaali, jota usein _nimitetään_ kvanttipotentiaaliksi, selittäisi
kvanttimekaniikan tilastollisuuden.
Näitä asioita voidaan ja osataan mitata. Ainakin toistaiseksi kaikki
kokeet ovat olleet kvanttimekaniikan ennusteiden mukaisia. Nämä kokeet
sulkevat pois hyvin monia eri vaihtoehtoja "klassisista" teorioista.
Kuten näet, asiaa on tutkittu ja tutkitaan edelleen. Olisi erittäin
merkittävä löytö, jos jossakin kokeessa Bellin epäyhtlö kiistatta
toteutuisi, vaikka kvanttimekaniikka ennustaisi sen rikkoutumisen.
Bellin epäyhtälöillä ei voi sulkea pois kaikkia "klassisia" teorioita,
mutta niiden joukkoa voidaan merkittävästi rajata. Se on tärkeää.
Toisaalta se tarjoaa (yhden) mahdollisuuden ainakin yrittää etsiä
kvanttimekaniikan puutteita.
> Jos tuollainen klassisen mallin, eli mallin jossa elektroni on oikeasti
> jossakin kohtaa ytimen ympärillä kiertämässä sitä, saisi toimimaan niin että
> selittäisi ilmiöt vähintäänkin yhtä hyvin kuin nykyinen teoria, niin olisiko
> se kehittäminen ollut vähättelyä tieteentekijöitä kohtaan?
Ei tietenkään, päinvastoin. Jos se lisäksi ei johtaisi ristiriitoihin
muiden kokeiden kanssa, niin se olisi todella hienoa. Jos se ennustaisi
jotain kokonaan uutta, mikä vahvistettaisiin kokein, niin suorastaan
mahtavaa.
--- Sami Räsänen
> Tapio Peltonen wrote:
> > On 2003-11-12, Sami <samin...@kolumbus.fi> wrote:
> >
> >> Mikähän ihme porukkaa ajaa tuollaiseen? Mitä helvettiä se jotain
> >> haittaa jos toinen yrittää rakentaa maailmanmalleja klassiselle
> >> pohjalle, vaikkei siinä ikinä onnistuisikaan.
> >
> > Tieteen tekemisessä ei pidä unohtaa tieteen historiaa. Ja varsinkin
> > empiirisissä tieteissä täytyy muistaa, että uusia teorioita tarvitaan
> > siellä, missä vanhat teoriat ovat epätäydellisiä tai ennustavat
> > asioita väärin. Fysiikan teorian pätevyyden mittari on sen
> > ennustuskyky.
>
> Kvanttimekaniikka on täydellinen vai?
Ei ole, eikä Tapio niin väittänytkään. Kvanttimekaniikka selittää
parhaiten nykyiset havainnot, ja siksi se on paras lähtökohta.
> Ilmeisesti sinä et tarvitse todennäköisyystulkinnan takana olevaa tulokset
> syin selittävää teoriaa, vaikka sellainen olisi?
> Todella ihme näkemys, ettei luonnon todellinen olemus kiinnosta vaan se että
> teoria ennustaa likiarvoja.
Likiarvoja ennustava teoria sopii havaintojen sekä teoreettisen puolen
kanssa yhteen luonnon todellisen olemuksen kanssa. Siksi se kiinnostaa.
> Kyllä on tiede kauas sivuraiteille ajanut jos
> tuo on yleinenkin näkemys. Mittamiehille tämä suotakoon, mutta todellinen
> tiedemies koittaa etsiä syitä luonnon ilmiöille. Näitä lainalaisuuksien eli
> syiden etsijöitä ovat olleet kaikki fysiikan suurmiehet.
Ja sitä tiedemiehet paraikaakin tekevät. He ovat vain pidemmällä, kuin
ehkä osaat kuvitellakaan.
> Kyselijä myöskin sanoi, jos oikein ymmärsin, että hän on saanut oikeanlaisia
> tuloksia klassiseen malliin nähden. Ilmeisesti tulokset eivät olleet aivan
> yksi yhteen, koska hän kyseli kvanttimekaniikan tarkempia arvoja. Mistä
> tiedät vaikka hänen saamansa tulokset olisivatkin olleet niitä oikeita jotka
> kvanttimekaniikka antaa suurimmalla todennäköisyydellä ja siksi hän kysyi
> tarkennuksia?
Siitä, että _näitä asioita on oikeasti tutkittu_, ja ne tutkimukset
viittaavat siihen, että klassinen mekaniikka (bohrin atomimalleineen) on
vain approksimaatio todellisuudesta. Karkeampi approksimaatio, kuin
kvanttimekaniikka.
> Täältä saadun
> palautteen, jossa ei paljonkaan anneta mitään vastauksia, vaan keskitytään
> enemmän siihen, 'ettet sinä mitään voi tietää, opettele oikea
> kvanttimekaniikka, jonka jälkeen unohdat tuollaiset'.
Se palaute johtuu siitä, että näitä asioita ymmärtääkseen kannattaa
oikeasti opetella oikea kvanttimekaniikka, minkä jälkeen unohtaa
tuollaiset. Näin sanamuotojasi mukaillen.
> Sanon että mahdollisen
> uuden teorian oivaltajan tarvitsee olla todella ihmeihminen että saa
> tälläisen jälkeen teoriansa valmiiksi, eikä anna periksi ja usko
> viisaampiensa neuvoja. Suomalaisiakin yhtenäiskenttäteorioiden kehittäjiä on
> löytynyt, joten mistä tiedät ettei heitä voi tulla lisää, ja joku saattaa
> jopa keksiä sen TOE teorian? Epätodennäköistähän se on muttei mahdotonta.
Et sitten tosiaan ymmärrä, mistä tässä on kysymys. Nykyinen vallalla
oleva teoria ja kehitystyö on tieteellisen yhteisön yhteispanoksen
tulos. Kaikki ideat on tarkastettu muiden toimesta _moneen_ kertaan.
Epäonnistuneet ajatukset on kumottu. Ei Einstein olisi yksin
suhteellisuusteorioitaan kehittänyt. Se vaati muiden työpanoksen
pohjalle.
Nykyinen tiedeyhteisö toimii tieteen sääntöjen mukaan. Tunnetko
tieteentekemisen säännöt?
Koska nykyinen vallalla oleva käsitys asioista on monen monituista
kertaa pohdittu läpi, ja yritetty kumota, täytyy kysyä, miten joku
yksittäisen ihmisen kotikutoinen teoria voi edes koputella uskottavuuden
rajaa. Etenkin kuin tietää, etteivät nämä vaihtoehtoteorioiden tekijät
ole edes tutustuneet riittävästi teoriaan, jota yrittävät kumota.
Tunne "vihollisesi".
Älä yritä keksiä pyörää uudestaan.
-tl
> Jos klassinen malli pienellä lisällä tekee seuraavaa:
> 1. Luo kolmesta pistehiukkasesta kvarkkisysteemin jonka koko on n. 10^{-15}
> m
> 2. Näyttää radan vedyn pistemäiselle elektronille spin protonin suuntainen
> tai spin vastasuuntainen ja antaa näille radan arvot jotka ovat hyvin
> lähellä tutkittuja.
> 3. Elektronit eivät tipu ytimeen.
> Niin mistä seuraavaksi pystyy näkemään onko malli toimiva?
No sittenhän voit ennustaa mallillasi atomin elektronitilat
magneettikentässä. Entäs sitten, kun atomissa on enemmän elektroneja?
Tai kun atomeja on useampia, miten mallisi selittää molekyylien synnyn
ja ominaisuudet? Siitä päästään kiinteän aineen fysiikkaan.
Kvanttimekaniikka selittää nämä kaikki ja paljon muuta - olet ryhtymässä
aika isoon urakkaan.
Ja ennen kuin teoriasi on oikea uusi teoria, sen pitäisi ennustaa jotain
kvanttimekaniikan kanssa ristiriitaista, jonka sitten kokeellisesti
osoitettaisiin olevan mallisi mukaista.
Voithan tietysti ajankuluksi ja mielenkiinnon vuoksi tehdä tuollaista
työtä, mutta ei kannata sitten väittää sitä eräiden muiden ryhmäläisten
tavoin vakavaksi tieteeksi ennen kuin antamani kriteerit täyttyvät. Saat
vain turhaan halveksivia vastauksia.
Hannu Koskenvaara
> Tehdään nyt tälläinen oletus että kysyjä olisi kaikkien todennäköisyyksien
> vastaisesti kehittänyt mallin joka oikeasti kuvaa luonnon käyttäytymistä ja
> se on kaikesta huolimatta enemmän klassinen kuin tilastollinen, ja
> kvanttimekaniikka todennäköisyyksineen antaa likiarvot. Täältä saadun
> palautteen, jossa ei paljonkaan anneta mitään vastauksia, vaan keskitytään
> enemmän siihen, 'ettet sinä mitään voi tietää, opettele oikea
> kvanttimekaniikka, jonka jälkeen unohdat tuollaiset'. Sanon että mahdollisen
No sitten hän voi opiskella fyysikoksi, jotta ymmärtää
kvanttimekaniikkaa ja pystyy keskustelemaan siitä muiden ammattilaisten
kanssa. Fyysikon koulutus antaa myös eväät kirjoittaa oma teoria
sellaiseen muotoon, jota fysiikan teorialta odotetaan. Jos sittenkin
vielä tuntuu siltä, että oma teoria on parempi, on aika lähettää se
johonkin tiedelehteen arvioitavaksi. Jos teoria on oikeasti pätevä, se
varmasti julkaistaan ja saa ansaitsemasa huomion. Aivan varmasti paljon
suurempi riski kuin huomiotta jättäminen on se, että joku muu yrittää
riistää kunnian teorian keksimisestä.
Hannu Koskenvaara
>
> P.S. Mikään ei tietenkään kiellä tekemästä kolmea tai
> useampaakin rakoa :-). Itseasiassa on hassua miksei kukaan
> koskaan puhu kolmesta raosta. (Zeen kirjaa lukiessa tuli
> sellainen "no olisi pitänyt älytä" tune :-)
Joo. Kun asia kerrotaan se on ilmeinen. Siitä huolimatta asian oivaltanut
kaveri ei tainnut olla keskinkertainen opiskelija.
-Sampsa Jaatinen
Monellako täällä sinusta on omia teorioita?
Nimimerkki "Pekka Virtanen" on käsittääkseni ainoa, joka täällä on viime
aikoina edes yrittänyt esittää omia teorioita, mutta hänenkään teoriansa
ei viisaampien mielestä ylittänyt vakavasti otettavien kynnystä.
Mitä siis jää jäljelle?
--
Tuomas Yrjövuori
Olen varmaankin pahemman päiväisesti pihalla, mutta kysyn kuitenkin. Jos
rakoja on useampia (kuin kaksi tai kolme), voidaanko puhua hilasta?
Jos olen metsässä, niin opastakaa minut sivistykseen, olkaa hyvät.
--
Tuomas Yrjövuori
Et ole pelkästään metsässä, vaan jossain Kivisen-Tunguskan alueella kaukana
Siperiassa :) Useamman rinnakkaisen raon systeemi on nimeltään hila.
--
Niilo Paasivirta E-mail: n...@iki.fi URL: http://www.iki.fi/%7Enp/
"Näitkö? Aina yhtä kaunis mutta puhelias kuin harakka. No, nyt saa
naisista puhuminen riittää." - Asterix Korsikassa
> Monellako täällä sinusta on omia teorioita?
Onhan noita vuosien varrella näkynyt, varsinkin jos teoria ymmärretään
laajemmin kuin tiukan tieteellisesti. Täsmällisesti muotoiltuja ja
falsifioitavissa olevia on toki näkynyt harvakseltaan.
Hannu Koskenvaara
Pistänpä peukaloni tähän soppaan vaikka en osaakaan kvanttimekaniikkaa
tai ehkä juuri siksi...kun elektroni kulkee "suoraan vakionopeudella"
se kaiketi kuljettaa tasavirtaa joka aiheuttaa staattisen sähkö- ja
magneettikentän joka ei säteile. Ympyräliike on keskeisliike johon
liittyy kiihtyvyys joten elektronin kiertäessä ympyrärataa aiheutuu
säteilyä.
Mutta miksi sitten kvanttimekaanisessa mallissa elektroni ei säteile?
Jossain ytimen ympärillä se kuitenkin liikkuu jonkinlaista rataa?
t. Seppo
--
"I´m not proposing a solution, just contributing to the problem."
- Honeywellin kalenteri
- Ei ollut km!
> > E=5.29*10^11m, kun elektroni kiertää ensimmäisellä orbitaalilla.
>
> Yli 500 miljoonaa kilometriä? Tähän en osaa enää sanoa mitään.
- Miinus unohtui tuon L=5.29*10^-11m;n edestä.
> Muihin kohtiin en sitten osaa kommentoida senkään vertaa. Ehkä tämä
> aihealue on vain minulle liian vaikea. Tai sitten yrität piilotetusti
> ilmaista Bohrin mallin paikkansapitämättömyyden?
- Kyllä Bohrin malli pitää paikkansa vetyatomin tapauksessa.
! Aki !
Nimenomaan. Säteilyyn tarvittaisiin kentän muutosta, eli
virran/elektronin "nopeuden" muutosta --> absorptiot ja emissiot.
--
Tuomas Yrjövuori
Nytkin tuijotan par'aikaa tuollaista hilasysteemiä (kuvaputkea), jossa
liikkuu epäinhimillinen määrä eletroneja. Jotenkin taikaiskusta nuo
telkut ja monitorit toimivat, vaikka henkimaailman juttuja ovatkin.
Pystyn jopa lukemaan näitä tekstejä :-)
--
Tuomas Yrjövuori
Erotetaanko kvanttipotentiaali muista piilomuuttujateorioista, eikö Bohmin
kehittämä kvanttipotentiaali lasketa piilomuuttujateoriaksi, koska sen
takana on informaatiokenttä joka heittelee hiukkasta?
> Näitä asioita voidaan ja osataan mitata. Ainakin toistaiseksi kaikki
> kokeet ovat olleet kvanttimekaniikan ennusteiden mukaisia. Nämä kokeet
> sulkevat pois hyvin monia eri vaihtoehtoja "klassisista" teorioista.
> Kuten näet, asiaa on tutkittu ja tutkitaan edelleen. Olisi erittäin
> merkittävä löytö, jos jossakin kokeessa Bellin epäyhtlö kiistatta
> toteutuisi, vaikka kvanttimekaniikka ennustaisi sen rikkoutumisen.
>
> Bellin epäyhtälöillä ei voi sulkea pois kaikkia "klassisia" teorioita,
> mutta niiden joukkoa voidaan merkittävästi rajata. Se on tärkeää.
> Toisaalta se tarjoaa (yhden) mahdollisuuden ainakin yrittää etsiä
> kvanttimekaniikan puutteita.
>
>> Jos tuollainen klassisen mallin, eli mallin jossa elektroni on
>> oikeasti jossakin kohtaa ytimen ympärillä kiertämässä sitä, saisi
>> toimimaan niin että selittäisi ilmiöt vähintäänkin yhtä hyvin kuin
>> nykyinen teoria, niin olisiko se kehittäminen ollut vähättelyä
>> tieteentekijöitä kohtaan?
>
> Ei tietenkään, päinvastoin. Jos se lisäksi ei johtaisi ristiriitoihin
> muiden kokeiden kanssa, niin se olisi todella hienoa. Jos se
> ennustaisi jotain kokonaan uutta, mikä vahvistettaisiin kokein, niin
> suorastaan mahtavaa.
Sinun viestisi oli yksi yhteen oman ajatteluni kanssa, paremmin vain
esiteltynä. Itse en ole mikään kirjoittamisen tai jäsentämisen mallioppilas.
Annetaan siis kaikkien kukkien kukkia.
Käsittääkseni kyllä. Piilomuuttujia sisältävät teoriat ovat lokaaleja,
mutta kvanttipotentiaalit välittävät vuorovaikutuksen silmänräpäyksessä.
Eräiden kvanttipotentiaalien oletettiin kuvaavan ympäristöä ja
mittalaitteita. Kuitenkin mittaukset ovat antaneet samat tulokset
kaikkialla maailmassa kaikilla mittalaitteilla, joten selitys ei ole
uskottava.
Joidenkin kvanttipotentiaalien on sanottu sisältävän "informaatiota". Ne
eivät kohdista voimaa tarkasteltavaan hiukkaseen, mutta silti
"informaation" välityksellä vaikuttavat hiukkasen käyttäytymiseen.
Mun mielestäni tällainen on pelkkää tieteen filosofiaa, vai sanoisinko
jopa - kuulostaa tuubalta. Selityksellä, jonka mukaan kvanttimekaniikan
tilastollisuus johtuu mystisestä potentiaalista - jota ei koskaan voi
havaita, ei aiheuta mitattavaa voimaa, ei voi mistään laskea - ei *minun
mielestäni* ole mitään arvoa. Jonkun pitäisi alkuun kertoa, mitä se
"informaatio" edes on!
Lisäksi voimaa kohdistamaton potentiaali ei olisi "klassinen", joten
klassisuus olisi vain korvattu mystiikalla.
(En muuten ole mikään "asiantuntija" näissä kuvioissa. Tein aiheesta
LuK-tutkielman -97, jonka jälkeen en ole koskenut asiaan. Enempää minä
en tiedä, joten omalta osaltani lopetan tähän.)
--- Sami Räsänen
>
> "T. Lajunen" <tlaj...@kolumbus.fi> kirjoitti
> viestissä:bouai9$o04$1...@phys-news1.kolumbus.fi...
> > Aki Karppinen kirjoitti:
> > > v=2187692m/s
> >
> > Hieman päälle 2 miljoonaa metriä sekunnissa. Valon nopeuskaan ei ole
> > rajana?
>
> - Ei ollut km!
Just. Mun virhe.
> > > E=5.29*10^11m, kun elektroni kiertää ensimmäisellä orbitaalilla.
> >
> > Yli 500 miljoonaa kilometriä? Tähän en osaa enää sanoa mitään.
>
> - Miinus unohtui tuon L=5.29*10^-11m;n edestä.
Just. Sun virhe.
> > Muihin kohtiin en sitten osaa kommentoida senkään vertaa. Ehkä tämä
> > aihealue on vain minulle liian vaikea. Tai sitten yrität piilotetusti
> > ilmaista Bohrin mallin paikkansapitämättömyyden?
>
> - Kyllä Bohrin malli pitää paikkansa vetyatomin tapauksessa.
Just. Sun virhe.
> ! Aki !
-tl
Munkin mielestä aina jos "todellisuus" päätyy joksikin, jota ei
edes periaatteessa voi havaita eikä mitata, niin silloin sitä
ei ehkä enää kannattaisi kutsua "todellisuudeksi" :-)
Näiden kaukovaikutus johtuu pelkästään teorioiden newtonilaisesta
taustasta, jossa vuorovaikutuksen tuleekin olla välitöntä, kuten
Newtonin mekaniikassa ja (epäsuhteellisessa) kvanttimekaniikassa.
Erityisen suhteellisuusteorian mukaisessa taustassa kvanttipotentiaalien
vaikutus etenee kuitenkin enintään valonnopeudella.
--
Jari Mäkinen
Hmm, tulikos Bohmin kvanttipotentiaaliteoria valmiiksi ennen kuin Bell
esitti epäyhtälönsä? Meinaan että jos kvanttipotentiaalilla yrittäisi
selittää Bellin epäyhtälön rikkoutumisen, niin silloin vaikutuksen pitäisi
edetä valoa nopeammin. Ja jos sillä _ei_ meinaa sitä selittää, niin
silloinhan kyseessä on todistetusti virheellinen teoria.
Bohm kehitti teoriansa 1951-1952 ja Bell epäyhtälönsä 1964 sekä Aspectin
koe julkaistiin 1982.
Ei Bellin kokeen selittämiseen tarvita ylivalonnopeutta, sillä eihän
ylitäätään voida antikorrelaatiota varmentaa ennen kuin tieto molemmista
on saatu selville.
--
Jari Mäkinen
Juu ei sen kvanttimekaaniseen selittämiseen tarvita.
Mutta jos olet sitä mieltä että sen voisi selittää Bohmin
kvanttipotentiaalin avulla, ilman ylivalonnopeutta, niin
kerropa minulle miten?
> Olen varmaankin pahemman päiväisesti pihalla, mutta kysyn kuitenkin. Jos
> rakoja on useampia (kuin kaksi tai kolme), voidaanko puhua hilasta?
>
Zeen kirjan mukaan Faynmanin ajatuskulku lähti yhdestä esteestä jossa on kaksi
rakoa. Tämä on siis tavallinen kaksoirakokoe. Mitä tapahtuu jos laittaa kaksi
estettä joissa on kaksi rakoa, tai yhden jossa on kolme tai neljä rakoa? No
eihän ilmiö mitenkään rajoitu toimimaan vain kahdella raolla joten näin
päästään eteenpäin. Lopulta sitten Faynman pääsi tilanteeseen jossa on ääretön
määrä esteitä joissa kussakin on äärettömästi reikiä, eli tyhjää. Mitä
tapahtuu..?
-Sampsa Jaatinen
Niitä laajemmin ymmärrettyjä ja vähemmän täsmällisesti muotoiltuja
"teorioita" kutsutaan käsittääkseni hypoteeseiksi.
En tiedä.
Tyhmä kysymys: eroaako elektronin kaksoisrakokoe sähkömagneettisen
säteilyn kaksoisrakokokeesta?
--
Tuomas Yrjövuori
Kuten todettua, Bohmin mekaniikka on rakennettu newtonilaiselle
taustalle, jossa vaikutus siis on välitöntä. Voidaan vieläpä osoittaa,
että tietyin alkuehdoin Schrödingerin mekaniikka antaa täsmälleen samat
ennusteet kuin Bohmin mekaniikka - lisäksi Bohmin mekaniikka ennustaa
hiukkasen radan.
Mutta suhteellisuusteorian mukaisessa kvanttipotentiaaliteoriassa
potentiaalin Laplacen operaattori korvataan d'Alembertin operaattorilla,
jolloin vaikutus etenee valonnopeudella. EPR-kokeessa hitusen hajoitus
voidaan ilmentää kvanttipotentiaalin hypyllä, jolloin vaikutus ehtii
mukavasti molempiin mittauspisteisiin, vieläpä ennen kuin
hituspuolikkaat sinne ehtivät. Eikä siis ylivalonnopeutta tarvita. Se
että mittaustuloksilla on korrelaatiota, voidaan selittää
kvanttipotentiaalin korrelaatiolla.
--
Jari Mäkinen
Niin niin, EPR-kokeessa tuo ilman muuta ja täysin ymmärrettästi onnistuu,
tottakai.
Mutta en kykene ymmärtämään miten tuo voisi onnistua Bellin epäyhtälöä
testaavassa kokeessa. (Etkä sinä ole vielä selittänyt.)
(Itseassa kaikki Bellin epäyhtälön testaamisesta kertovat selitykset ovat
jättäneet minulle fiiliksen, että asian voisi selittää selvemminkin. Minä
luin noita pari läpi, ja sain sellaisen "hmm, noin kai se menee" fiiliksen,
ja unohdin asian. Kunnes kerran sitten todella kunnolla ymmärsin asian.
Tuli tunne, että asian voisi selvemminkin kirjoittaa. Jos vaikka joskus
ehtisi...)
> En tiedä.
No kannattaa käydä lukemassa:
http://pup.princeton.edu/chapters/s7573.pdf
Idea on, että jos välilevyssä on 2 reikää, niin hiukkanen menee yhtä aikaa
molempien läpi. Jos välilevyyn tehdään ääretön määrä reikiä niin tiheään,
että joka kohdassa on reikä -- eli siis käytännössä levy otetaan kokonaan
pois -- niin pitää voida laskea siten, että hiukkanen menee jokaisen reiän
kautta -- eli kaikkien tyhjän avaruuden reittien kautta!
Jotta teoria olisi konsistentti, niin tyhjän avaruuden, ja "ääretön määrä
reikiä äärettömän tiheässä" laskutapojen pitää antaa samat tulokset.
> Tyhmä kysymys: eroaako elektronin kaksoisrakokoe sähkömagneettisen
> säteilyn kaksoisrakokokeesta?
Ei. (Paitsi tietysti siltä olin, että elektroni ei ole fotoni :-)
Ok.
>>Tyhmä kysymys: eroaako elektronin kaksoisrakokoe sähkömagneettisen
>>säteilyn kaksoisrakokokeesta?
>
> Ei. (Paitsi tietysti siltä olin, että elektroni ei ole fotoni :-)
Tätä ajoin takaa. Kiitos, että viitsit vastata.
--
Tuomas Yrjövuori
Muistutettakoon lukijoita vielä siitä, että diffraktiokuvio muodostuu
kaikilla vastaavilla järjestelmillä, vaikkapa äänellä. Tämän vuoksi
laadukkaitten kaiuttimien kulmat on pyöristetty, jotta ei korkeilla
taajuuksilla muodostuvista maksimeista ja minimeistä tulisi liian
häiritseviä.
Ja jos joku ei tätä usko, niin pitäisi varmaan kehittää joku koe
tällaisen havannoimiseen. Onnistuisikohan maaliruiskulla ja kylmäksi
jäähdytetyllä teräsverkolla? Ei välttämättä, siinähän ilmaa siirtyy eikä
pelkästään "informaatiota" ilman paineesta aaltoliikkeenä.
Tällaiselle huuhaatestille pitäisi varmaankin keksiä joku hyvä nimi,
vaikkapa Yrjövuoren maaliruiskukoe tai vaikkapa Yrjövuoren
maaliruiskuhypoteesi.
En malta tässä yhteydessä olla kertomatta, miksi kutsun välillä
kimmo-modulia janne-moduliksi... Eräs guru ystäväni osaa lujuusoppia
vallan mainiosti, ja janne-modulihan on melkein täydellinen suomennos
käsitteestä Young's modulus.
Mainitsemani diffraktio olisi tosin viisainta havannoillistaa Javan
luokalla, joka piirtää tapahtumasta kuvan paineenvaihteluiden/kentän
muutosten/tms perusteella.
Vaikka huuhaakynnys ei varsinaisesti ylittynyt, ohjaan varmuuden vuoksi
follarit.
--
Tuomas Yrjövuori
Huomaan kirjoittaneeni "Bellin koe" vaikka piti kirjoittaman "EPR-koe".
> Mutta en kykene ymmärtämään miten tuo voisi onnistua Bellin epäyhtälöä
> testaavassa kokeessa. (Etkä sinä ole vielä selittänyt.)
EPR-kokeen selittäminen Bellin asettamissa rajoissa on epärelevanttia,
koska Bellin ehdot eivät sulje pois edes kaikkia lokaaleja
piilomuuttujateorioita (esim. satunnaismuuttujan aikariippuvuus, monta
satunnaismuuttujaa).
--
Jari Mäkinen