Почему стационарная модель атома не излучает
Отвечайте на каждый пункт не более чем одним коротким предложением и одним уравнением. Под «водородом» здесь понимается простая модель электрона в кулоновском потенциале, рассмотренная на лекции.
(a) Движется ли электрон в основном состоянии $(n,l,m)=(1,0,0)$? Подсказка: классически движение означает изменение положения со временем; в квантовой механике используйте среднее положение $\langle\mathbf x\rangle$. Меняется ли оно в собственном состоянии энергии водорода?
(b) Почему такой атом «водорода» в основном состоянии не излучает?
(c) Движется ли электрон в возбуждённом состоянии $(2,1,1)$?
(d) Почему такой возбуждённый атом «водорода» не излучает?
(e) В опыте реальный атом водорода, возбуждённый из $(1,0,0)$ в $(2,1,1)$, сравнительно быстро возвращается в основное состояние. Какой момент импульса он испустит при переходе?
(f) Какова длина волны излучения? Как она соотносится с формулой Ридберга—Ритца?
(g) Возбуждённые атомы в опыте излучают и переходят на нижние уровни, хотя в(a–d) вы правильно показали отсутствие излучения в простой модели. Чего не хватает модели? Может ли оператор энергии более реалистичной модели, допускающей распад, оставаться эрмитовым? Обсудите.