Átomo de hidrógeno: pozo de potencial y radios de órbita

Por casualidad abrí un viejo libro de electrónica de estado sólido de Sah, y en él dice:

"es evidente que el radio de la órbita del electrón es la mitad del radio del pozo en el nivel de energía En"

El radio de la órbita es r norte = 4 π ϵ 0 2 norte 2 metro q 2 y el pozo de potencial V ( r norte ) = q 4 metro ( 4 π ϵ 0 ) 2 2 norte 2

Por supuesto, la órbita tiene que estar confinada en el pozo, pero no me resulta obvio por qué debería ser exactamente la mitad del radio del pozo. Esto no es algo que recuerdo haber visto antes en ningún otro texto.

Gracias

Más sobre el átomo de hidrógeno y un factor de 2: physics.stackexchange.com/q/125992/2451

Respuestas (2)

Por supuesto, la órbita tiene que estar confinada en el pozo, pero no me resulta obvio por qué debería ser exactamente la mitad del radio del pozo. Esto no es algo que recuerdo haber visto antes en ningún otro texto.

Tenga en cuenta que cuando las personas hablan de órbitas en el microcosmos de partículas y núcleos, están hablando de números promedio sobre los orbitales . La solución mecánica cuántica no da órbitas . Solo podemos calcular funciones de onda cuya magnitud al cuadrado nos da orbitales, distribuciones de probabilidad , no órbitas clásicas.

Orbitales hidr.

Sección transversal del orbital del átomo de hidrógeno calculado (ψ(r, θ, φ)2) para el orbital 6s (n = 6, ℓ = 0, m = 0). Tenga en cuenta que los orbitales s, aunque esféricamente simétricos, tienen nodos de onda colocados radialmente para n > 1. Sin embargo, solo los orbitales s tienen invariablemente un antinodo central; los otros tipos nunca lo hacen.

Entonces, por supuesto, el electrón no está confinado en un radio específico, excepto en el modelo de Bohr. Son los promedios los que se mantienen en los cálculos mecánicos cuánticos, los que describen la realidad.

Exprese V y E como funciones explícitas de r.

V = q 2 ( 4 π ϵ 0 ) r

mi = q 2 2 ( 4 π ϵ 0 ) r

Además, la página anterior de Sah enfatiza que 2E = V.