sciencetalk

Hoi,
 
Zie onderstaande vraag:
 
“In een materiaal bij kamertemperatuur is de afstand tussen de atomen gemiddeld een nanometer. […] Voor de beschrijving van het gedrag van de elektronen in dit materiaal moet je quantumtheorie gebruiken.
Het gedrag van de atoomkernen kun je beschrijven met klassieke theorie. Leg dit uit.”
 
Antwoord:
"De golflengte van een elektron is groter dan de afstand tussen de atomen. Één elektron overlapt dus met meerdere atomen. Er zijn dus quantumeffecten te verwachten. De golflengte van één proton is kleiner dan de afstand tussen de atomen. De interactie van het proton blijft dus binnen de afstand van één atoom.”
 
Waarom krijg je pas [waarneembare] quantumeffecten in het geval van interactie? Er zijn toch ook gewoon quantumeffecten te verwachten van protonen die geen interactie aangaan?

Ben je het eens met het antwoord namelijk dat het elektron en proton ook als golf beschreven kunnen worden en dat dat de golflengte van het elektron dus groter is. Volgens het te eenvoudige Bohr model legt het elektron dan banen af die een veelvoud zijn van deze golflengte, gelukkig maar dat de golflengte dus groot is anders zou het elektron boven op de kern zitten. Het elektron vertoont altijd kwantum effecten, ook speelt bijvoorbeeld de onzekerheidsrelatie een rol.
 
Een proton is zeer stabiel en in een atoomkern waar verder niet veel aan de hand is kan de atoomkern met protonen dus klassiek beschreven worden afhankelijk van wat je met het atoom wil doen. Op het moment dat protonen op elkaar geschoten worden zoals in Large Hadron collider blijkt dat het proton wel zeker kapot kan.