Jít na vyhledávání

Fyzikální poradna

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu:

poradna@svetenergie.cz / nebo využij kontaktní formulář
31. 08. 2017
Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

Ilustrační fotografie (Zdroj: © vchalup / stock.adobe.com)

Atomy v absolutní nule

Dobrý den, chci se zeptat, jak je to s velikostí molekul při absolutní nule. Měl jsem za to, že energie dodává elektronům v obalu rychlost. A tato energie je získávaná teplem. Pokud bychom tedy odebrali veškeré teplo a dostali se tak na absolutní nulu (vím, zatím se to nepodařilo), tak by teoreticky mělo dojít k zastavení pohybu elektronů aj. V tom případě až by se znova začalo oteplovat, neměly by se elektrony začít přitahovat k jádru atomu? Popřípadě, proč tento jev nenastává už při ochlazování k absolutní nule?

Tato teorie mi vrtá hlavou už pár let a stále jsem na ni nemohl najít odpověď. Snad mi to osvětlíte vy, děkuji a budu se těšit na odpověď,

Jakl Filip

Ahoj Filipe,

nejdřív děkuji za důvěru, snad se mi podaří uspokojivě odpovědět na tvůj dotaz. Nejjednodušší odpovědí je to, že teploty absolutní nuly NELZE dosáhnout. Je to jeden z termodynamických zákonů, který nijak nesouvisí s našimi technologickými možnostmi, je to vlastně jedna z hranic přírody.

Správně píšeš, že by se částice (je jedno, jestli elektrony či atomy) přestaly pohybovat. To ale nejde kvůli Heisenbergovým relacím neurčitosti, které vysvětlují, že není možné znát zároveň polohu a rychlost částice. Pokud bychom znali přesně rychlost (a nula je přesná hodnota), byla by částice všude kolem nás. To také nejde, takže je zde druhý důvod, proč elektrony nebudou padat do jádra.

Třetím důvodem je to, že elektrony nejsou v libovolné vzdálenosti od jádra, ale pohybují se v přesně daných hladinách (poloha elektronů je tzv. kvantována), takže nemohou "padat" k jádru. Navíc pro každou hladinu je dána konkrétní rychlost elektronu, takže jeho pohyb není nijak ovlivňován teplotou.

Pokusil jsem se vše vysvětlit z částicového hlediska, pokud bychom považovali atomy či elektrony za vlnění (což je oprávněné), bylo by vysvětlení nejspíše složitější a také by vedlo ke stejnému závěru.

Doufám, že jsi s touto odpovědí spokojen.

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Gymnázium Jana Valeriána Jirsíka České Budějovice
Vrátit se nahoru
detail