Стоит ли беспокоиться о пределе нулевого расстояния в законе Кулона? - физиков.нет
Винтажный Клуб для гитаристов
1 голос
/

Закон Кулона не работает, когда расстояние $r$ между точечными зарядами исчезает. Как $r\to 0$, электрическое поле между двумя точками изменяется без ограничений. Меня должно беспокоить ограничение $r\to 0$, только если этот предел является физическим пределом. Например, должен ли кто-нибудь когда-либо напрямую использовать закон Кулона для определения силы между двумя перекрывающимися электронами? Даже в квантовой механике сингулярность кулоновского потенциала при $r=0$ не представляет никакой проблемы. Атом водорода существует и является растворимым. Поэтому мой вопрос: есть ли в физике ситуации, когда $r\to 0$ может быть физическим пределом, и нужно беспокоиться (в частности, классическая физика)?

Ответы [ 2 ]

3 голосов
/

Нет. Никто не был в состоянии провести эксперимент, который отличает электрон от истинной точечной частицы. То есть, если он имеет ненулевой радиус, он меньше, чем мы можем измерить.

Под перекрывающимися электронами вы, вероятно, имеете в виду электроны с перекрывающимися волновыми функциями. Это не означает, что электроны занимают одинаковые протяженные области пространства. Это означает, что они могут быть найдены в разных точках одного региона.

Протоны имеют конечный радиус, но это вводит в заблуждение. Протоны содержат кварки. Расположение кварков ограничено принципом неопределенности. Радиус протона - это более или менее неопределенность положения кварков. Сами кварки не имеют известного размера.

E & M работает очень хорошо на самых маленьких масштабах, которые мы можем измерить.

0 голосов
/

Давайте отделим классические особенности 1 / r от квантовых потенциалов, используемых в квантово-механических уравнениях.

В классической физике нет точечных частиц по определению частицы, которая должна иметь массу. Таким образом, не будет возможности взаимодействия двух заряженных частиц при r = 0. Их масса этого не допустит.

В квантовой механике классические 1 / r-потенциалы используются для вывода волновых функций, которые описывают квантово-механические частицы. Эти волновые функции с наложенными граничными условиями дадут $Ψ*Ψ$ как вероятность найти квантовую механическую частицу при $(0,0,0)$. Для некоторых систем это ненулевое значение, что означает, что орбитали проходят через полюс потенциала, но взаимодействие происходит только через квантово-механические решения, а не непосредственно частицу с потенциалом. Вот водородные орбитали , а некоторые проходят через $(0,0,0)$.

enter image description here

Это совпадение показывает, как электронный * e 1011 * работает при ядерных взаимодействиях.

В целом можно сказать, что квантовая механика с ее вероятностным характером заботится о классических особенностях, и именно так эффективное квантование гравитации используется в модели Большого взрыва.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...