Strona głównaPytania → Jak w rzeczywistości wyglądają protony,...

Jak w rzeczywistości wyglądają protony, neutrony, elektrony?

Pytanie

Pyta Marcin

Jak w rzeczywistości wyglądają protony, neutrony, elektrony?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

W potocznym znaczeniu przedmioty „wyglądają”, jeśli światło wyemitowane przez nie lub odbite od nich dotrze następnie do naszego oka. Nasze oko rejestruje tylko fale świetlne od długościach rzędu 0.4-0.7 mikrometra. Rozmiary protonu i neutronu są około miliard razy mniejsze, a elektron albo w ogóle nie ma rozmiarów (jest cząstką punktową), albo przynajmniej jest znacznie mniejszy od protonu i neutronu. Emisja światła widzialnego przez elektrony lub protony nie zależy jednak od ich rozmiarów i kształtu, lecz raczej od rozmiarów i kształtów ich kwantowych funkcji falowych. Kształty funkcji falowych (orbitali) elektronowych w różnych stanach wzbudzonych atomów można obejrzeć np. tutaj.

Elektron może wyemitować foton światła (często w zakresie widzialnym) gdy przechodzi w atomie ze stanu o wyższej energii do stanu o energii niższej. Pojedynczy foton nie da nam jednak informacji o kształcie orbitali między którymi elektron przechodził w trakcie emisji. Znamy te kształty dzięki obliczeniom, tj. dane są one przez rozwiązania równania Schroedingera. To samo równanie umożliwia nam przewidywanie np. rozkładów kątowych pędów fotonów emitowanych przez wzbudzone atomy. W ten sposób mierzone eksperymentalnie rozkłady kątowe są powiązane z kształtami orbitali.