Summary
In previous papers a deterministic account of the dynamics underlying i) the Schrödinger equation, ii) the commutation relations of quantum theory and Planck's constant and iii) theS-matrix and the Klauder phenomenon, was presented. In the present paper, that topological analysis is extended to a deterministic interpretation of atomic orbitals, valence bonds, molecular orbitals and the electromagnetic field. It is demonstrated that atomic orbitals may be considered ask-jets, or the polynomial consisting of all terms of order less than or equal tok in the Taylor expansion of a potential function. The electromagnetic field is described in terms of a mapping of two sets of four Clebsch potentials defined on a four-dimensional Riemannian space-time manifold, onto a three-dimensional Euclidean space (Rund). The Clebsch potentials are related to the four parameters used in the quantum-mechanical orbital description.
Riassunto
In un lavoro precedente è stata presentata una descrizione deterministica della dinamica soggetta a i) l'equazione di Schrödinger, ii) le relazioni di commutazione della teoria quantistica e la costante di Planck, e iii) la matriceS e il fenomeno di Klauder. Nel presente lavoro, quell'analisi topologica è estesa ad un'interpretazione deterministica degli orbitali atomici, legami di valenza, orbitali molecolari e del campo eletromagnetico. Si è dimostrato che gli orbitali atomici possono essere considerati come gettik o come polinomi formati da tutti i termini di ordine minore o uguale ak nello sviluppo di Taylor di una funzione del potenziale. Si descrive il campo elettromagnetico in termini di una mappatura di due gruppi di 4 potenziali di Clebsch definitisu una molteplicità spazio-temporale quadridimensionale di Riemann in uno spazio cuclideo tridimensionale (Rund). I potenziali di Clebsch sono correlati ai quattro parametri usati nella descrizione quantomeccanica degli orbitali.
Резюме
В предыдущих работах было предложено детерминистическое описание динамики на основе: 1) уравнения Шредингера, 2) коммутационных соотношений квантовой теории и постоянной Планка и 3)S-матрицы и явления Клаудера. В этой статье топологический анализ обобщается на детерминистическую интерпретацию атомных орбиталей, валентных связей, молекулярных орбиталей и электромагнитного поля. Показывается, что атомные орбитали можно рассматривать какk-струи или как полином, содержаший члены всех порядков меньших или равныхk в разложении Тейлора потенциальной функции. Электромагнитиое поле определяется посредством отображения двух систем четырех потенциалов Клебша, определенных на четырехмерном Римановом пространственно-временном множестве, на трехмерное звклидово пространство. Потенциалы Клебша связаны с четырьмя параметрами, используемыми при квантово-механическом описании орбиталей.
Similar content being viewed by others
References
T. W. Barrett:Nuovo Cimento,39 B, 116 (1977).
T. W. Barrett:Nuovo Cimento,45 B, 297 (1978).
T. W. Barrett:Nuovo Cimento, submitted.
M. A. B. Deakin:Bull. Math. Biol.,40, 429 (1978).
R. Thom:Structural Stability and Morphogenesis, translaterD. H. Fowler (Reading, Mass., 1975).
A. Streitwieser:Molecular Orbital Theory for Organic Chemists (New York, N. Y., 1961).
E. C. Zeeman: inTowards a Theoretical Biology.— Vol.4:Essays, edited byC. H. Waddington (Chicago, Ill., 1972).
T. Poston andR. Woodcock:Proc. Camb. Phil. Soc.,74, 217 (1973).
W. Heitler andF. London:Zeits. Phys.,44, 455 (1927).
L. Pauling andE. B. Wilson:Introduction to Quantum Mechanics (New York, N. Y., 1935).
D. Bohm:Quantum Theory (Englewood Cliffs, N. J., 1951).
P. W. Atkins:Molecular Quantum Mechanics (Oxford, 1970).
F. Hund:Zeits. Phys.,36, 657 (1926);37, 742 (1927);40, 742 (1927);42, 93 (1932).
R. S. Mulliken:Phys. Rev.,26, 561 (1925);29, 648 (1927);32, 186, 761 (1928);33, 730 (1929);40, 55 (1932);41, 49, 751 (1932);43, 279 (1933).
R. S. Mulliken:Journ. Chem. Phys.,3, 375 (1935).
A. Clebsch:Journ. reine angew. Math.,54, 293 (1857).
A. Clebsch:Journ. reine angew. Math.,56, 1 (1859).
H. Lamb:Hydrodynamics, 6th edition (Cambridge, 1932), p. 248.
H. Rund:Journ. Math. Phys.,18, 84 (1977).
H. Rund: inThe Significance of Nonlinearity in the Natural Sciences, edited byA. Perlmutter andL. F. Scott (New York, N. Y., 1977), p. 121.
D. Lovelock andH. Rund:Tensors, Differential Forms and Variational Principles (New York, N. Y., 1975).
T. W. Barrett:Physiol. Chem. Phys.,8, 259 (1956).
T. W. Barrett:Adv. Biol. Med. Phys.,17 (1979), in press.
A. E. Haas:Der erste Quantensatz für das Atom.—Dokumente der Naturwissenschaft Vol.10 (Stuttgart, 1965).
A. Hermann:The Genesis of Quantum Theory (1899–1913) (Cambridge, Mass., 1971).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Traduzione a cura della Redazione.
Переведено редакцией.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Barrett, T.W. A redefinition of quantum-mechanical exchange and Coulomb integrals by a reinterpretation of atomic and molecular orbitals as Taylor expansions of a potential and a similar treatment of the electromagnetic field.. Nuov Cim A 50, 53–64 (1979). https://doi.org/10.1007/BF02804770
Received:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02804770