FIZYKA dla studentw POLIGRAFII Kwantowe wasnoci atomu Atom

  • Slides: 18
Download presentation
FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Kwantowe własności atomu

FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Kwantowe własności atomu

Atom wodoropodobny Rozwiązanie równania Schrödingera w układzie sferycznym główna liczba kwantowa: orbitalna liczba kwantowa:

Atom wodoropodobny Rozwiązanie równania Schrödingera w układzie sferycznym główna liczba kwantowa: orbitalna liczba kwantowa: magnetyczna liczba kwantowa:

Główna liczba kwantowa określa energię elektronu: Energia ujemna – stan związany. Stany zdegenerowane –

Główna liczba kwantowa określa energię elektronu: Energia ujemna – stan związany. Stany zdegenerowane – tej samej wartości energii odpowiada kilka stanów o różnych wartościach l i ml

Główna liczba kwantowa Liczba stanów odpowiadających tej samej wartości liczby n: Stany o różnych

Główna liczba kwantowa Liczba stanów odpowiadających tej samej wartości liczby n: Stany o różnych wartościach orbitalnej liczby kwantowej mają tę samą energię, ale różnią się wartością momentu pędu.

Orbitalny moment pędu Skwantowany moment pędu: Kwadrat momentu pędu - l Rzut momentu pędu

Orbitalny moment pędu Skwantowany moment pędu: Kwadrat momentu pędu - l Rzut momentu pędu na wybrany kierunek - ml

Orbitalny moment pędu Kwantowanie orientacji wektora momentu pędu o długości 2 l+1 wartości ml

Orbitalny moment pędu Kwantowanie orientacji wektora momentu pędu o długości 2 l+1 wartości ml dla danej wartości l

Radialna gęstość prawdopodobieństwa Kwadrat modułu funkcji falowej - prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w danym obszarze

Radialna gęstość prawdopodobieństwa Kwadrat modułu funkcji falowej - prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w danym obszarze przestrzennym. l=lmax= n-1 Promienie orbit Bohra

Orbitale - przestrzenny rozkład prawdopodobieństw dla różnych kombinacji liczb kwantowych Zdegenerowane stany atomu –

Orbitale - przestrzenny rozkład prawdopodobieństw dla różnych kombinacji liczb kwantowych Zdegenerowane stany atomu – jednej wartości n (energii) odpowiada kilka stanów atomu.

Orbitale s (l = 0) p (l = 1) d (l = 2)

Orbitale s (l = 0) p (l = 1) d (l = 2)

Moment magnetyczny atomu Ruch orbitalny elektronu Moment magnetyczny: Przepływ prądu

Moment magnetyczny atomu Ruch orbitalny elektronu Moment magnetyczny: Przepływ prądu

Moment magnetyczny atomu Moment pędu elektronu: Magneton Bohra

Moment magnetyczny atomu Moment pędu elektronu: Magneton Bohra

Spin elektronu Doświadczenie Sterna i Gerlacha Liczba prążków powinna odpowiadać liczbie ustawień względem osi

Spin elektronu Doświadczenie Sterna i Gerlacha Liczba prążków powinna odpowiadać liczbie ustawień względem osi Z wektora momentu orbitalnego (2 l+1) Brak prążka dla ml = 0! Własny moment pędu elektronu - spin

Spin elektronu Czwarta liczba kwantowa s (magnetyczna liczba spinową) może przyjmować wartości od -s

Spin elektronu Czwarta liczba kwantowa s (magnetyczna liczba spinową) może przyjmować wartości od -s do +s - razem (2 s+1) wartości Liczba prążków w doświadczeniu Sterna-Gerlacha = 2

Całkowity moment pędu elektronu Jedynie dla l=0 mamy j=1/2.

Całkowity moment pędu elektronu Jedynie dla l=0 mamy j=1/2.

Zakaz Pauliego Funkcje falowe cząstek identycznych mogą się nakładać tak, że tracimy możliwość przyporządkowywania

Zakaz Pauliego Funkcje falowe cząstek identycznych mogą się nakładać tak, że tracimy możliwość przyporządkowywania danej funkcji do danej cząstki. Cząstka 1 w stanie a, cząstka 2 w stanie b: Cząstka 2 w stanie a, cząstka 1 w stanie b: Kiedy jednak cząstki są identyczne nie ma żadnego sposobu, by stwierdzić która z podanych wyżej funkcji opisuje stan układu. Należy więc wziąć kombinację jednej i drugiej funkcji.

Zakaz Pauliego Funkcja falowa symetryczna (nie zmienia się, gdy zamienimy miejscami cząstki) Bozony: Funkcja

Zakaz Pauliego Funkcja falowa symetryczna (nie zmienia się, gdy zamienimy miejscami cząstki) Bozony: Funkcja falowa antysymetryczna (zmienia znak, gdy zamienimy miejscami cząstki) Fermiony: Gdy stan a i stan b są identyczne funkcja falowa znika!

Zakaz Pauliego Funkcja falowa 2 fermionów w tym samym stanie znika. 2 fermiony nie

Zakaz Pauliego Funkcja falowa 2 fermionów w tym samym stanie znika. 2 fermiony nie mogą być w tym samym stanie kwantowym. Fermiony (spin = 1/2): elektron, proton, neutron Bozony (spin = 1): foton, gluon Wiązka światła laserowego – fotony w tym samym stanie kwantowym.

Układ okresowy pierwiastków 1 H, 2 He 3 Li, 4 Be, 5 B, 6

Układ okresowy pierwiastków 1 H, 2 He 3 Li, 4 Be, 5 B, 6 C. . .