Maken elektronen in een atoom een staande golf?

Zo ja hoe doen ze dat? Als je zo de orbitalen bekijkt lijken de ronde figuren wel aan te geven dat ze een staande golf maken. Maar hoe komen ze daar bij?
Ik dacht dat Niels Bohr hiermee voor het eerst kwam, maar weet niet of dat daarna is gehandhaafd.
Een staande golf is een golfverschijnsel veroorzaakt door interferentie van twee golven met gelijke frequentie en amplitude maar tegengestelde voortplantingsrichting. Maar gaan elektronen dan ook met een tegengestelde voorplantingsrichting? Ze worden toch niet gereflecterd of zo?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Met een touw kan je ook een staande golf maken. De buiken blijven dan op exact dezelfde plek. Het is voornamelijk dat er dan twee vaste punten nodig zijn. Maar er is dan geen interferentiepatroon. Een staande golf wil in feite zeggen dat er een soort evenwicht is (maar deze is erg lastig uit te leggen, ik hoop dat de uitleg daarop uit komt dat dit duidelijk is). In de quantum mechanica heb je de energie van een deeltje wat ook een golffunctie heeft. Om deze uit te rekenen maak je gebruik van de zogenaamde hamiltonian. (link 1 voor algemeen verhaal, link 2 voor QM toepassing). Bij scheikunde (en wellicht ook natuurkunde) krijg je dit in het eerste jaar en moet je het gaan uitrekenen voor een deeltje in een 1 dimensionale ruimte. Dan kan je het namelijk nog exact uitrekenen (dit koste mij toendertijd ca 8 kantjes A4..., ik schrijf niet heel groot). Als je gaat kijken naar de hamiltonian, reken je de golffunctie uit. Dus hoe gedraagt het deeltje zich. Hierbij kom je er achter dat een deeltje niet zomaar alles kan doen. De golffunctie kan alleen maar bepaalde waarden hebben, het is gekwantificeerd. Het makkelijkst uit te leggen is dat de golffunctie zichzelf kan uitdoven als het niet precies bepaalde waardes heeft. Het is dus zijn eigen interferentiepatroon. Alleen bij bepaalde waarden treedt er geen uitdoving op. Dit zijn dan ook de golffuncties die toegelaten zijn, zogenaamde staande golven (en dit is het evenwicht wat ik bedoelde, alleen sommige functies zijn in evenwicht met zichzelf, zijn daarom toegelaten). Strikt genomen kan je hier niet helemaal spreken van staande golven, maar voor ons in de macroscopische wereld is zo de kwantummechanische wereld het beste te begrijpen (net zoals ik atomen nog steeds als bolletjes zie. Klopt strikt genomen ook niet, maar maakt het wel begrijpelijk). Niels Bohr kwam met het planetenidee van een atoom. Elektronen als een soort planeten om een grote kern heen. Probleem was dat de elektronen met de toenmalige formules nooit in hun baan om de kern konden blijven gaan. De formules klopten niet met de werkelijkheid. Uiteindelijk heeft QM daar een antwoord op gegeven (o.a. door aanpassen van formules en dat elektronen geen harde deeltjes zijn). De bollen van de orbitalen die je ziet zijn dan ook geen harde bollen, maar visuele weergave van de kansverdeling dat je met een bepaalde zekerheid (meestal 99%) daar het betreffende deeltje zal vinden.

Bronnen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Hamiltonian_...
https://en.wikipedia.org/wiki/Hamiltonian_...

Elektronen maken geen golven. Elektronen vertonen golf of deeltjes gedrag afhankelijk van hoe je ze beschouwd. Orbitalen zijn ook geen golven maar zijn gebieden die een bepaalde kans dat je een elektron daar aantreft aanduiden. Voor hetzelfde geld bevindt het betreffende elektron zich op de maan, alleen is die kans heel veel kleiner. Daarnaast kunnen elektronen niet samen iets van een golf maken omdat elektronen door uitsluitingsprincipe van Pauli niet samen een ruimte kunnen innemen.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100