Digamos que tenemos un átomo de hidrógeno en campo eléctrico. Si el campo es lo suficientemente fuerte, el electrón se separará del núcleo. Como determinar el valor de en que sucede?
Según tengo entendido, el campo atrae a los electrones con fuerza. en una dirección y el protón con la misma fuerza en otra. Pero, ¿cómo determinar la fuerza que los mantiene unidos?
EDITAR: estoy preguntando específicamente cómo calcular el valor de campo eléctrico externo que es "justo lo suficiente" para ionizar el átomo.
Primero, el electrón y el protón están unidos por la fuerza EM. El electrón existe alrededor del núcleo a un cierto nivel de energía estable según QM.
Estás preguntando sobre la energía necesaria para sacar el electrón del núcleo. Este es el trabajo termodinámico mínimo necesario para llevar un electrón de un sólido a un punto en el vacío inmediatamente fuera del núcleo. Esta energía generalmente se transmite al electrón como energía cinética de un fotón absorbido.
Está preguntando cómo un campo eléctrico externo podría hacer lo mismo. Este campo EM está mediado por fotones virtuales. Está preguntando si el campo EM puede ser tan fuerte que separará el electrón del núcleo.
Un caso en el que esto sucede, y creo que está preguntando sobre esto, es cuando los electrones se mueven en un conductor debido a un campo EM externo. Estos electrones no son libres, sino que están débilmente ligados al núcleo. En este caso, la fuerza del campo externo mediado por fotones virtuales es lo suficientemente fuerte como para separar el electrón del núcleo y darle suficiente energía cinética para que el electrón se mueva al siguiente núcleo. Esto se llama velocidad de deriva y es bastante lento. Sin embargo, los electrones están tan densamente empaquetados en el metal que la velocidad de la electricidad es casi la velocidad de la luz.
Entonces la respuesta es sí, es posible que un campo eléctrico externo separe el electrón del núcleo, dándole energía cinética en forma de fotones virtuales.
Pablo
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Fiat lux
Pablo