Elektromagnetische straling

[flappelap]

Maar als het potlood geen punt heeft kan het wel blijven staan. Wat zorgt voor de "puntigheid" in het electron dat boven een leeg orbitaal zit?

Het principe dat het systeem naar een minimum streeft van z'n potentiële energie en de 'aangeslagen' toestand dus instabiel is.

Waar dat streven vandaan komt, weten we niet, alleen dat we er de natuur mee kunnen beschrijven.

Je kunt je ook afvragen waar due "waarom?"-keten aan vragen ophoudt. De wetenschappelijke methode vertelt ons immers niet hoe de natuur is, maar hoe we deze betrouwbaar kunnen onderzoeken. Als je meer verwacht, moet je uitgaan van een Platonisch principe oid.

[die hanze]

Ik ben uiteraard bekent met het proberen minimaliseren van de potentiële energie maar uit dat principe volgt helemaal niet dat elke aangeslagen toestand instabiel is. Bij sommigen is er een bultje op de weg naar de lagere energie toestand. Er zijn heel veel aangeslagen systemen die niet zomaar vervallen doordat er een barrière is.

Ik vind het een perfect zinvolle vraag waarom het aangeslagen atoom instabiel is. Je kunt inderdaad niet eindeloos de waarom keten volgen maar niet elke waarom vraag is zinloos. Diezelfde plato (of een andere griekse filosoof) vond het ook een zinloze vraag waarom stenen naar beneden vielen. Gelukkig zijn anderen zich wel gaan bezighouden met zulke waarom vragen.

[flappelap]

Wat is dan zo'n "barriere" in het door jou genoemde elektronvoorbeeld? Dat is er dan toch juist niet? Of: "niemand houdt het potlood vast".

Zo'n transitie voor elektronen is alleen mogelijk als de kans ongelijk aan nul is, wat leidt tot selectieregels, b.v.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Selection_rule

Is dat wat je met een "barriere" bedoelt?

[flappelap]

Een systeem is instabiel wanneer het zich niet in een minimum van de potentiaal bevindt en behoudswetten het toelaten dat het systeem zich wel naar dat minimum ontwikkelt.

Dat is toch een goede verklaring? Misschien mis ik wat, maar kun je es wat voorbeelden noemen?

[Professor Puntje]

Het ligt er maar net aan wat je een systeem noemt. Als ergens de energie vermindert dan neemt de energie elders toe. Is die energietoename elders dan wel OK?

[Math-E-Mad-X]

Het ligt er maar net aan wat je een systeem noemt. Als ergens de energie vermindert dan neemt de energie elders toe. Is die energietoename elders dan wel OK?

Het is een kwestie van entropie. De uitspraak dat de natuur streeft naar een lagere energie is geldig voor een systeem dat relatief klein is ten opzichte van de buitenwereld (bijvoorbeeld 1 enkel atoom ten opzichte van de rest van het universum). In dat geval verhoogt de totale entropie van het universum wanneer de energie vanuit het kleine systeem wegstroomt naar de buitenwereld toe.

[Professor Puntje]

Dank - dat maakt veel duidelijk.

[die hanze]

Het is een kwestie van entropie. De uitspraak dat de natuur streeft naar een lagere energie is geldig voor een systeem dat relatief klein is ten opzichte van de buitenwereld (bijvoorbeeld 1 enkel atoom ten opzichte van de rest van het universum). In dat geval verhoogt de totale entropie van het universum wanneer de energie vanuit het kleine systeem wegstroomt naar de buitenwereld toe.

Ik denk dat ik begrijp wat je wil zeggen maar let op dat dit enkel geld als het universum een lage temperatuur heeft zodat kbT<<E waarbij E de energie is dat vrijkomt bij die transitie.

[Benm]

Als je een potlood op z'n punt zet op tafel en je laat deze los, dan valt het potlood om. Waarom? Het potlood bevindt zich in een potentiaalveld en kan een lagere energietoestand aannemen. Als er geen behoudswetten zijn die dit verbieden, dan "kiest de natuur" voor deze lagere energietoestand.

Hetzelfde geldt voor jouw elektron.

Als je een potlood op zijn punt zet, zodanig dat het massacentrum van het potlood zich -exact- boven het contactpunt met hegene waarop je het zet bevindt, zal het niet omvallen. Praktisch gezien is het wat onhandig om uit te voeren gezien je ook nog last hebt van trillingen en dergelijke die het uit balans kunnen brengen, maar in theorie is er geen enkel bezwaar tegen een potlood dat op zijn punt rust en potentiele energie -kan- vrijmaken door om te vallen, maar dat domweg niet kan omdat de activatie-energie ervoor ontbreekt.

Bij een macroscopisch systeem zie je het zelden in de praktijk met een dergelijk gevoelig voorbeeld, maar als je pakweg 10 bakstenen op elkaar stapelt blijven die meestal best op hun plaats, ook al zit er een hoop potentiele energie in het vallen van zo'n torentje. Wellicht gaat het een keer om bij een aardbeving.

Quantummechanisch gezien heb je ook dergelijke situaties met bijvoorbeeld electronen die wel naar een lagere energietoestand zouden kunnen, maar de weg daartoe niet kunnen vinden zonder externe activatie. Een eenvoudig voorbeeld van zoiets is een helium-neon laser: de electrisch aangeslagen electronen willen wel terugvallen, maar die transitie is 'verboden', tenzij een foton langskomt met precies de juiste energie om het voor elkaar te krijgen.