Каков размер у элементарных частиц и, в частности, у электрона?

[vida_louca]

В дискуссиях на платформе ResearchGate было сформулировано мнение (и я с ним согласен), что фотон во всех трёх пространственных направлениях имеет характерный размер его длины волны.

Поэтому я не сомневаюсь, что и электрон имеет характерный размер длины волны де Бройля. На мой взгляд, бессмысленно утверждать, что электрон имеет какой-то

Comments

[filosof_a]

"фотон во всех трёх пространственных направлениях имеет характерный размер его длины волны".
Я правильно понял, что для частоты 1 Гц длина волны 300 тыс. км, и фотон порядка расстояния до Луны.

"Электрон не может покоиться, в принципе".
Поясните такой момент. В радиолампе электроны движутся с некой скоростью от катода к аноду. Увеличиваем запирающий потенциал на сетке и добивается того, что скорость электронов становится равной нулю. Или станет отрицательной, если увеличим минус на сетке. Полетят тогда электроны обратно к катоду. Иначе, есть момент, когда в лампе электроны покоятся.

[vida_louca]

Следуя Википедии, диапазон радиоволн с длиной волны 10000 - 100000 км носит название ELF. А радиоволны состоят из фотонов (очень длинноволновых).
Если сильно поднапрячься и создать соответствующую приёмную антенну, то, видимо, можно поймать и фотоны с ещё большей длиной волны (как до Луны). Кстати, не забывайте, что атом с характерным размером 0.1 нм может поглощать и излучать фотоны с длиной волны 500 нм.) И как он умудряется это делать?

Вряд ли получится остановить электроны между катодом и анодом. Там они будут очень неустойчивы. Любой, сколь угодно малый электрический потенциал или внешние ЭМ волны заставят их куда-нибудь двигаться. В некотором смысле они смогут "покоиться" только внутри атомов материала, из которого сделаны анод и катод. Но и там они на самом деле движутся.)
В тексте сообщения об этом было сказано.

[filosof_a]

В общем уже давно создали, хотя и на чуть меньшую длину волны (частота ~70 Гц).

"И как он умудряется это делать?"
Я не знаю.

Остановить в стабильном положении методом электростатики действительно нельзя. По этому поводу есть теорема Ирншоу. Но речь идет о скорости равной нулю по отношению к системе электродов. Пусть даже на короткое время. Кажется препятствий нет в классическом приближении.

[vida_louca]

Если мы заговорили о длине волны де Бройля - сугубо квантовом явлении, то о классике можно забыть. В области этой длины волны нельзя сказать, где точно находится электрон, а также где он будет через интервал времени τ=h/ε. Так что, момент времени и координату, когда электрон остановится, мы определить не в состоянии. А чего мы не можем знать, того для нас и нет.
Но даже если вдруг такое "чудо" случится, у электрона останется его спин - собственный момент импульса (тоже сугубо квантовое явление). А вот "занулить" спин и "остановить" электрон уже никак не получится.

[filosof_a]

Я обсуждаю классический случай. Для наглядности вместо радиолампы возьмем ЭЛТ. Какие волны де Бройля в электронно-лучевой трубке, а точка на экране есть. Можно обсуждать траекторию электрона и координаты в конкретный момент времени и энергию.
Спин это квантовое свойство не имеющая отношение к вращению электрона. Поэтому вращения там нет. А что есть, полагаю, никто не знает. Хотя в общем смысле покоя тоже нет. Но зачем так глубоко забираться. А то можно и колебаний вакуума добраться.

[vida_louca]

Вы недооцениваете целочисленность пути электрона до экрана ЭЛТ по длине волны де Бройля или по кванту действия, что то же самое. А также то, что электрон поглощается там неким атомом, что по сути является точкой на экране.
И переоцениваете классическое поведение малых частиц в условиях влияния на их движение очень большого числа частиц. А состояние покоя малой частицы - вещь для неё сугубо интимная, если принять во внимание, что вся область существования частица есть область полной неопределённости не только её положение (координаты), но и всех других свойств.
И я знаю, что такое спин электрона в отличие от Вас и многих других.

[filosof_a]

Зачем? Есть же понятие необходимого приближения.
Какая длина волны де Бройля в ЭЛТ кинескопа при ускоряющем напряжении U = 10000 В.
лямда = 12/sqr(U) = 0.12 А.
Чуть больше боровского диаметра водорода.
Это ЧБ кинескоп. В цветном до 30 кВ. Будет еще меньше.
При длине трубки 0.3 м это величина малости порядка 2.5*10^-10.
Квантовое приближение тут лишнее.
Хотя в философском смысле его можно учитывать.

[vida_louca]

Когда импульс электрона очень большой, то вполне его длину волны и его самого можно рассматривать почти точечным объектом. Тут я вспоминаю давнюю работу Ландау и Румера о ливневых потоках космических частиц, в которой они рассчитывали их поведение в гидродинамическом приближении. То есть, в классическом. И это оправдано большим импульсом частиц.
Но когда мы говорим о нахождении состоянии покоя с возможно очень маленьким импульсом и соответственно большой длиной волны де Бройля, то классическое рассмотрение будет неправильным.

[filosof_a]

В космических лучах Мега, Гига.... эВ.
Мы рассмотрим случай <1 эВ.
Обычно считается, что точный объект это когда характерный размер объекта много меньше расстояния.
Мысленно рассмотрим электрон в плоском конденсаторе. Будем подавать на пластины переменное напряжение очень низкой частоты. Пусть мы добились того, что электрон качается посредине между пластинами. Пусть амплитуда 1 В. Тогда длина волны де Бройля будет 12 А. Для любого конденсатора с расстоянием между пластинами хотя бы в 10000 раз большем или 1 мкм выполнится условие малости.
Возьмем не 1 В, а 1 мВ, при том же конденсаторе или раздвинем пластины до 1 мм. Напрашивается вывод, что в любом макроскопическом устройстве квантовая механика не нужна. Кроме лазеров, мазеров и т.п.
В общем-то это часто используется. Даже движение ионов в электрических полях кристаллических решеток при характерных расстояниях в нанометры вполне успешно считают в классическом приближении, фактически по закону Кулона.

[vida_louca]

Не интересно.