¿Cuál es la teoría aceptada de la estructura interna del átomo?

Bueno, me pediste una respuesta, pero no estoy seguro de que te guste.

Yo te hubiera marcado mal también.

La cosa es que te preguntaron sobre el interior. Estructura del átomo, y dio una respuesta sobre la estructura exterior . El modelo Scrödinger describe las capas de electrones que son el aspecto exterior de un átomo. Estos determinan la mayoría de las propiedades químicas del átomo, ya que son la parte externa, la parte en la que el átomo muestra el mundo como tal.

Sin embargo, más abajo, en la parte interior esencial del átomo que realmente determina lo que es, estás mirando el núcleo. Nuestra comprensión del núcleo es incompleta (bueno, la mía ciertamente lo es), y es cierto que tiene protones y capas de neutrones de manera similar a las capas de electrones de la estructura externa. Pero esto no es descrito de ninguna manera por el modelo de Schrödinger, ciertamente no es un “Modelo Atómico de Schrödinger”. La naturaleza de estas conchas y el núcleo en su conjunto es bastante diferente.

Si quería hablar sobre la idea de que el núcleo tiene niveles de energía, etc., cometió un error en la forma en que los describió. Si te referías a otra cosa (sé honesto), estaban equivocados. De cualquier manera, escucharía atentamente la explicación de tu maestro y vería qué puedes aprender de ella. Aprenda un poco más por su cuenta para comprender qué fue lo que estuvo mal (y qué fue lo correcto) sobre su respuesta. Eso es más importante que estar ‘bien’.

Y, desafortunadamente, no creo que puedas convencerme de que hay una interpretación razonable de la “estructura interna” que haría que tu elección fuera satisfactoria.

Hay dos teorías aceptadas. El que posee la gran mayoría de los físicos se llama el modelo de Rutherford. Para copiar y pegar de mi libro:

“Higo. 4-1. El átomo de Rutherford consiste en un núcleo formado por protones y neutrones rodeados por electrones en órbita. Si el boceto fuera a escala, el núcleo sería tan pequeño (100,000 veces más pequeño que las órbitas de los electrones) que sería invisible “.

“[Sin embargo] Esta imagen pronto se topó con dificultades. El primer problema fue la estabilidad de las órbitas. Según las ecuaciones de Maxwell, un electrón que se mueve en una órbita irradia energía en forma de ondas EM. A medida que pierde energía, se acercará al núcleo, al igual que una nave espacial en órbita dispara retro-cohetes cuando regresa a la Tierra. Vimos un ejemplo gravitatorio de esto en el Capítulo 2, en el que dos estrellas giraban en espiral hacia adentro debido a la energía perdida por la radiación gravitacional. Por lo tanto, la energía perdida por la radiación EM de un electrón en órbita debería hacer que se espiral hacia adentro y eventualmente se estrelle en el núcleo. Pero esto no sucede.

“Conclusión: los electrones no pueden ser partículas en órbita”.

A continuación cito otras dificultades que llevan a la misma conclusión. A pesar de esto, la mayoría de los físicos se aferran a la imagen de Rutherford.

La otra teoría, la teoría cuántica de campos, describe un mundo hecho de campos, y lo que llamamos electrones y protones son en realidad cuantos de los campos de materia. Esta teoría, que resuelve las dificultades con el modelo de Rutherford, conduce a una imagen completamente diferente:

“Higo. 6-2 es una imagen simplificada del campo de electrones en un átomo de hidrógeno. En lugar de partículas en órbita (Fig. 4-1), el electrón se ve como una “amarillez” del espacio que rodea el núcleo “.

Por “simplificado”, quiero decir que la forma del campo de electrones “amarillo” es más compleja y no se muestran sus oscilaciones.

El fracaso de la comunidad física en aceptar y promulgar QFT, en lugar de la imagen de partículas de Quantum Mechanics, es muy angustiante para mí. Por eso escribí mi libro (ver quantum-field-theory.net). Quizás algún día el mundo se despierte y huela a los campos.

¿Estructura interna? ¿Te refieres a las distribuciones de electrones y niveles de energía? ¿O el núcleo? La mecánica cuántica es el método para resolver distribuciones y niveles de energía. QCD para el núcleo y la ecuación de Schrödinger para electrones. Tal vez tu profesor dijo específicamente las palabras en una conferencia. Sorprendentemente, tuviste una discusión, pero ella no reveló la respuesta. Tal vez deba adoptar un enfoque menos agresivo y, en cambio, explicar su proceso de pensamiento y expresar interés en subestimar su respuesta. Diferentes personas responden de diferentes maneras a la confrontación, por lo que es bueno aprender sobre el personaje de la persona antes de seguir adelante.

El problema aquí no es sobre la ciencia sino sobre la interacción social humana.

Mi hijo me ha quejado de algunos de sus profesores. Nunca estoy de acuerdo con él, pero sugiero una mejor escucha y menos crítica. Con el tiempo aprenderás lo que esperan los profesores. Y a medida que avanzas, sus expectativas cambiarán. ¿Un blanco en movimiento? Sí, ese es el desafío de la vida. Abrazar y disfrutar del reto.

La estructura interna del átomo está descrita por el Modelo Estándar o QED, que unifica el electromagnetismo y las fuerzas fuertes y débiles. La unión nuclear es intermediada por la fuerza fuerte residual, mientras que la desintegración beta está representada por el intercambio de la fuerza débil. QED describe los bosones de mediación de la fuerza, como el fotón, los leptones como el electrón y los quarks, que forman los protones y neutrones del núcleo.

Tal vez tu maestro es un fanático de las palabras. Schrödinger usó su ecuación de Schrödinger más famosa para calcular lo que se llama Orbital, es decir, la probabilidad de encontrar un electrón en cualquier ubicación dada alrededor del núcleo. Esto generalmente se conoce como “Modelos físicos cuánticos del átomo”, nunca escuchado “Modelo Schrodinger Atom” (con o sin Umlaut 🙂).

¿Y tal vez ella también quería escuchar sobre el núcleo?

De todos modos, discutir con un maestro es una mala idea, aunque tengas razón. Los maestros también son personas y no les gusta que los corrijan. Sabes cómo se siente eso, ¿verdad?

Si le han enseñado que 2 + 2 = 5 y responde 6 a la pregunta 2 + 2 =? entonces no tienes a nadie a quien culpar sino a ti mismo. 5 está más cerca que 6 de la mejor respuesta (que podría estar entre 4 y 5).

Todo con lo que tenemos que trabajar aquí es que su respuesta es “Modelo atómico de Schrodinger” y no tenemos idea de lo que ella considera la respuesta correcta.