Естественные науки

протон, электрон и фотон, антифотон~нейтрон

и при переходах с уровня на уровень в системах отсчёта ядер атома электроны излучают фотоны. Возмём не возбуждённый атом водорода. Узнаем какой фотон может излучить его единственный электрон. Возмём излучатель, настроем его так чтоб он лупил темиже фотонами но сдвинутыми по фазе (анти фотонами для фотона электрона) Произойдёт ли то что при попадании электрон потеряет свою энергию и упадёт на ядро?
Атом водорода в основном состоянии (т. е. не возбуждённый) не может испустить фотон. Это есть удивительное следствие квантовомеханической теории: атомы в основном состоянии стабильны, не могут излучать фотонов, и не падают на ядро. Математически это следует из того, что волновая функция электрона в атоме водорода "квантуется", т. е. существует счётное количество функций, удовлетворяющих уравнению Шрёдингера для атома водорода, и эти функции можно занумеровать так называемыми квантовыми числами n, l и m. Главное квантовое число n может принимать значения n=1, 2, 3, и т. д. (это математическое свойство решения уравнения Шрёдингера) и состояние n=1 имеет наименьшую энергию и называется основным. Нет состояния с меньшей энергией, и, стало быть, не может атом водорода в основном состоянии испустить фотон, чтобы электрон упал на ядро.

Есть зато процесс в ядерной физике, называемый электронным захватом, или бета-захватом. Этот процесс идёт в ядрах изотопов с избытком протонов в ядре (или недостатком нейтронов, что то же самое) . При этом процессе происходит ядерная реакция с превращением одного из протонов в нейтрон и исчезновением электрона с нижней оболочки (K-электрона) . Например, если создать ядро атома кислорода с 8 протонами и 7 нейтронами и повесить несколько электронов на это ядро, то через некоторое время один электрон может исчезнуть, а ядро превратится в стабильное ядро атома азота с 7 протонами и 8 нейтронами.

Обрати внимание, что для этого процесса нужно ядро изотопа с избытком протонов. В атоме водорода такой процесс никогда не наблюдается. Атом водорода в основном состоянии стабилен.
Марина Строева
Марина Строева
2 987
Лучший ответ
Марина Строева Для потомков: чтобы превратить атом водорода в нейтрон, не нужно, чтобы электрон потерял энергию. Наоборот, нужно добавить энергию, потому что масса покоя нейтрона больше массы покоя атома водорода.

Когда в школе рассказывают про проблему того, что без квантовой механики нельзя объяснить, почему электроны не падают на ядро, это говорится в контексте модели Бора (модели атома водорода), во времена которой, конечно же, ничего не было известно ни про ядерный дефект масс, ни даже про существование нейтрона.

Тот факт, что нейтрон тяжелее атома водорода, без всякой квантовой механики исключает спонтанный коллапс атома водорода в нейтрон. Разумеется, это не умаляет значение изобретения квантовой механики.
Фаза там вообще не имеет никакого значения, важна только энергия фотона. Кроме того, невозбуждённый атом водорода ничего излучить не может, он может только глотать фотоны (и возбуждаться или терять электрон) .

Уж не говоря о том, что антифотон ничем не отличается от фотона :)))
Лена Фартунова
Лена Фартунова
75 670