¿Pueden las ecuaciones de Maxwell explicar la emisión de radiación electromagnética en un átomo?

¿Se pueden usar las ecuaciones de Maxwell para explicar el proceso de emisión espontánea cuando un electrón cae de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo? Según las ecuaciones de Maxwell, un campo eléctrico variable genera un campo magnético variable que genera un campo eléctrico variable y así sucesivamente. Esto es propagación. A medida que un electrón cae de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo, ¿puede modelarse como el movimiento continuo de un cuerpo cargado, lo que provoca que se genere un campo magnético a su alrededor? De ser así, ¿no implica esto que el campo magnético es constante en el tiempo (el campo eléctrico no cambia) y por lo tanto no se generará ningún campo magnético?

Gracias,

Yo diría que esto es un claro "¡NO!". No hay estados de electrones clásicos desde los cuales y hacia los cuales pueda moverse una carga clásica y las ecuaciones de Maxwell no describen un solo fotón emitido. Un electrón de "caída" fuertemente acelerado y en movimiento continuo sobre la distancia promedio de las órbitas atómicas emitiría un espectro continuo probablemente a lo largo del espectro de rayos X o incluso de rayos gamma (porque se acercaría mucho al núcleo) y no un línea espectral óptica claramente definida. La electrodinámica clásica, por supuesto, ni siquiera puede describir la estabilidad del átomo.

Respuestas (1)

la respuesta a

A medida que un electrón cae de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo, ¿puede modelarse como el movimiento continuo de un cuerpo cargado, lo que provoca que se genere un campo magnético a su alrededor?

es "Sí, pero sólo trivialmente". Es decir, probablemente podría trabajar hacia atrás desde la radiación de campo lejano hasta alguna fuente de carga en movimiento imaginaria en el átomo que produciría más o menos la radiación que ve, pero no tendría nada que ver con lo que realmente sucedió en el átomo. Ciertamente, no puedes hacerlo imaginando un electrón clásico orbitando en una elipse: irradiaría continuamente mientras gira en espiral hacia el núcleo.

Sin embargo, podría tratar la función de onda de la órbita del electrón como una distribución de carga, ρ ( r ) = q | Ψ ( r ) | 2 . Esta distribución cambia al cambiar de estado. Pero hay un gran obstáculo al tratar de convertir esto en una radiación clásica: la transición QM es (hasta donde sabemos) instantánea.

En cuanto a esta parte:

De ser así, ¿no implica esto que el campo magnético es constante en el tiempo > (el campo eléctrico no cambia) y por lo tanto no se generará ningún campo magnético?

el campo magnético de una partícula acelerada no es constante, porque el campo eléctrico no es constante, se mueve en el espacio.

> "la transición QM es (hasta donde podemos decir) instantánea". ¿Qué transición es exactamente instantánea? La transición instantánea produciría un fuerte impulso de radiación EM de amplio espectro, no una radiación monocromática con una línea de emisión nítida.
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