Zitat:
Zitat von Josef
So weit glaube ich es in meinem Halbwissen verstanden zu haben:
Bei einem Elektron, das an einen Atomkern gebunden ist, ist dessen Bewegung ja eingeschränkt durch die Orbitale. D.h. mit hoher Wahrscheinlichkeit kann ein Elektron nur auftreten in bestimmten Bereichen in der Umgebung des Atomkerns. Dies wird bedingt durch die Wellenfunktion des Elektrons, die Orbitale entsprechen Vielfachen der Wellenlänge oder so ähnlich.
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Genau.
Zitat:
Zitat von Josef
Nun meine Frage:
Gilt dies auch für freie Elektronen, die sich in der Nähe eines Atomkerns bewegen?
Wenn z.B, aus einem Teilchenbeschleuniger sehr schnelle freie Elektronen in Materie reingeschossen werden, dann können diese Elektronen im Vorbeiflug einem Atomkern sehr nahe kommen, ohne an diesen gebunden zu werden, sondern sie können dann weiterfliegen. Dabei entseht sicherlich in eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem Atomkern und dem vorbeifliegenden Elektron. Diese Wechselwirkung ist ebenfalls in Wellenform und quantisiert.
Folgt daraus, daß für das vorbeifliegende Elektron ebenfalls Einschränkungen der Bewegung und des Aufenthaltsortes in Bezug auf den Atomkern entshehen? Daß auch ein vorbeifliegendes Elektron irgendeine Art Orbital-Bahn in der Nähe des Atomkerns befolgen muß, auch wenn es nicht an dieses Atom gebunden ist?
Wenn das schon falsch ist, dann hat sich die nächste Frage bereits erledigt. Deshalb erstmal nur so viel.
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Neben der exakten Antwort im Link von Bernhard mal ein Versuch, das anschaulich darzustellen.
Auch "vorbeifliegende Elektronen" unterliegen der Schrödingergleichung. Jedoch sind ihre Zustände keine "Orbitale" ("Orbital" hat ja mit "Orbit" zu tun; das sind i.W. geschlossene Flächen höchster Wahrscheinlichkeit um den Kern herum).
Die Zustände vorbeifliegender Elektronen sind Streuzustände (also ungebunden, siehe Link von Bernhard); die Orte höchster Wahrscheinlichkeit sind dabei entlang ihrer klassischen Bahnen (Hyperbeln). Weit entfernt vom Kern ("freie Elektronen") sind ihre Zustände ebene Wellen.