Atom wodoru. -13.6eV. Seria Lymana. od 91 nm to 122 nm. n = 2, 3,... Seria Paschena n = 4, 5,... n = 5, 6,... Seria Bracketta.

Podobne dokumenty
Równanie Schrödingera dla elektronu w atomie wodoru Równanie niezależne od czasu w trzech wymiarach współrzędne prostokątne

Atom wodoru w mechanice kwantowej

PRAWA ZACHOWANIA Prawa zachowania najbardziej fundamentalne prawa:

Ruch kulisty bryły. Kinematyka

Pręty silnie zakrzywione 1

Postać Jordana macierzy

cz.2 Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321

Równanie Schrödingera dla elektronu w atomie wodoru

II.3 Rozszczepienie subtelne. Poprawka relatywistyczna Sommerfelda

Mechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?

Rozdział 9. Baza Jordana

,..., u x n. , 2 u x 2 1

Pola siłowe i ich charakterystyka

Coba, Mexico, August 2015

Atom wodoru w mechanice kwantowej

Wstęp do fizyki atomowej i cząsteczkowej

Wstęp do fizyki atomowej i cząsteczkowej

POTENCJALNE POLE SIŁ. ,F z 2 V. x = x y, F y. , F x z F z. y F y

Rozdział 5 Atom Wodoru

Dodawanie i mnożenie liczb zespolonych są działaniami wewnętrznymi tzn., że ich wynikiem jest liczba zespolona.


Mechanika kwantowa. Mechanika kwantowa. dx dy dz. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki? Równanie Schrödingera. zasada zachowania energii

23. CAŁKA POWIERZCHNIOWA NIEZORIENTOWANA

Opis kwantowy cząsteczki jest bardziej skomplikowany niż atomu. Hamiltonian przy zaniedbaniu oddziaływań związanych ze spinem ma następującą postać:

Przestrzeń liniowa R n.

Mechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?

BUDOWA ATOMU cd. MECHANIKA KWANTOWA

DODATEK 6. Pole elektryczne nieskończenie długiego walca z równomiernie rozłożonym w nim ładunkiem objętościowym. Φ = = = = = π

napór cieczy - wypadkowy ( hydrostatyczny )

Podstawy fizyki atomowej

VIII. VIII.1. ORBITALNY MOMENT MAGNETYCZNY ELEKTRONU, L= r p (VIII.1.1) p=m v (VIII.1.2) L= L =mvr (VIII.1.1a) r v. r=v (VIII.1.3)

Wykład 4. Zasada zachowania energii. Siły zachowawcze i niezachowawcze

KINEMATYKA. Pojęcia podstawowe

Fizyka dla Informatyki Stosowanej

(U.17) Zastosowania stacjonarnego rachunku zaburzeń

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Wykład 2: Atom wodoru

Czarnodziurowy Wszechświat a ziemska grawitacja

Podstawy fizyki atomowej

Atom wodoru. Model klasyczny: nieruchome jądro +p i poruszający się wokół niego elektron e w odległości r; energia potencjalna elektronu:

Mechanika kwantowa. Erwin Schrödinger ( ) Werner Heisenberg

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

Budowa atomów. Atomy wieloelektronowe Zakaz Pauliego Układ okresowy pierwiastków

Document: Exercise-03-manual /12/ :54--- page 1 of 8 INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 3. Optymalizacja wielowarstwowych płyt laminowanych

Atom wodoru i jony wodoropodobne

że w wyniku pomiaru zmiennej dynamicznej A, której odpowiada operator αˆ otrzymana zostanie wartość 2.41?

Wykład Budowa atomu 2

ELEKTRODYNAMIKA TECHNICZNA

Wykład Budowa atomu 3

Wykład 1 Podstawy projektowania układów logicznych i komputerów Synteza i optymalizacja układów cyfrowych Układy logiczne

ZŁOŻONE RUCHY OSI OBROTOWYCH STEROWANYCH NUMERYCZNIE

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 1.

Wykład 9 Podstawy teorii kwantów fale materii, dualizm falowo-korpuskularny, funkcja falowa, równanie Schrödingera, stacjonarne równanie

Budowa atomów. Atomy wieloelektronowe Układ okresowy pierwiastków

Ruch kulisty bryły. Kąty Eulera. Precesja regularna

Rozwiazania zadań. Zadanie 1A. Zadanie 1B. Zadanie 2A

15 Potencjały sferycznie symetryczne

Zestaw zadań 12: Przekształcenia liniowe. Macierze przekształceń liniowych. z z + 2 2x + y. x y z. x y + 2t 2x + 3y + 5z t x + z t

P K. Położenie punktu na powierzchni kuli określamy w tym układzie poprzez podanie dwóch kątów (, ).

Nieskończona jednowymiarowa studnia potencjału

Jądra atomowe jako obiekty kwantowe. Wprowadzenie Potencjał jądrowy Spin i moment magnetyczny Stany energetyczne nukleonów w jądrze Prawo rozpadu

TEORIA SPRĘŻYSTOŚCI 10

Zadanie 1. Zadanie 2. Sprawdzam dla objętości, że z obwarzanków mogę posklejać całą kulę o promieniu R: r = {x, y, z}; A = * Cross r, B

W przypadku układów złożonych z dwóch lub więcej podukładów wyróżnia się klasę stanów separowalnych

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 3, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Zestaw zadań 12: Przekształcenia liniowe. z z + 2 2x + y. x y z. x y + 2t 2x + 3y + 5z t x + z t. x y + 2t 2x 3y + 5z t x z t

Wczesne modele atomu

Zad Sprawdzić, czy dana funkcja jest funkcją własną danego operatora. Jeśli tak, znaleźć wartość własną funkcji.

Konfiguracja elektronowa atomu

LICZBY ZESPOLONE. 1. Wiadomości ogólne. 2. Płaszczyzna zespolona. z nazywamy liczbę. z = a + bi (1) i = 1 lub i 2 = 1

Równanie falowe Schrödingera ( ) ( ) Prostokątna studnia potencjału o skończonej głębokości. i 2 =-1 jednostka urojona. Ψ t. V x.

ANALIZA KONSTRUKCJI POWŁOKOWEJ. CIENKOŚCIENNY ZBIORNIK CIŚNIENIOWY

Ruch obrotowy. Wykład 6. Wrocław University of Technology

J. Szantyr Wykład 11 Równanie Naviera-Stokesa

>> ω z, (4.122) Przybliżona teoria żyroskopu

METODA CIASNEGO (silnego) WIĄZANIA (TB)

Strukturalne elementy symetrii. Krystalograficzne grupy przestrzenne.

I V. N a d z ó r... 6

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

Pęd, d zasada zac zasad a zac owan owan a p a p du Zgod Zg n od ie n ie z d r d u r g u im g pr p a r wem e N ew e tona ton :

BUDOWA ATOMU cd. MECHANIKA KWANTOWA

DryLin T System prowadnic liniowych

Fale skrętne w pręcie

1. REDUKCJA DOWOLNYCH UKŁADÓW SIŁ. Redukcja płaskiego układu sił

Uklady modelowe III - rotator, atom wodoru

REZONANSY : IDENTYFIKACJA WŁAŚCIWOŚCI PRZEZ ANALIZĘ FAL PARCJALNYCH, WYKRESY ARGANDA

Wykład FIZYKA II. 12. Mechanika kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Fizyka dla Informatyki Stosowanej

PRAWO FOURIERA - KIRCHOFFA WYKŁAD 12

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

Studnia skończona. Heterostruktury półprzewodnikowe studnie kwantowe (cd) Heterostruktury mogą mieć różne masy efektywne w różnych obszarach:

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Geometria analityczna w przestrzeni. Kierunek. Długość. Zwrot

Promieniowanie dipolowe

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

gęstością prawdopodobieństwa

Pochodna kierunkowa i gradient Równania parametryczne prostej przechodzącej przez punkt i skierowanej wzdłuż jednostkowego wektora mają postać:

Wykład 17: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Informacje ogólne. 45 min. test na podstawie wykładu Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prezentacji Punkty: test: 60 %, prezentacja: 40 %.

Transkrypt:

Atom wodou -3.6eV Seia Lmana n 2, 3,... od 9 nm to 22 nm Seia Paschena n 4, 5,... Seia Backetta n 5, 6,... Ogólnie: n 2, 2, 3; n (n 2 + ), (n 2 + 2),...

Atom wodou We współędnch sfecnch: metoda odielania miennch (e wględu na smetię poblemu): Cęść ależną od oa cęść ależną od kątów pównujem do stałej.

l 0,, 2, 3,.. -l, -l+, -l+2.< m <.l-2, l-, l Zakładając dostajem jako owiąanie cęści kątowej tw. hamoniki sfecne. obital Y l m Hamonika sfecna ( θ, s p 0 p p - d 0 d d - d 2 d -2 Y 0 Y 0 0 ( θ, 2 π ( θ, 3 cosθ 4π 3 iϕ Y ( θ, - sinθ e 8π 3 ϕ Y ( θ, sinθ e i - 8π 2 5 3 2 Y0 ( θ, cos θ 4π 2 2 5 Y 2 ( θ, - sinθ cosθ e 2 2π 5 Y 2 ( - θ, sinθ cosθ 2 2π 5 Y 2 ( θ, sin 2 θ θ 2 4 2π cos 5 2 θ ϕ 2 Y- 2(, ) sin θ cosθ 4 2π iϕ ϕ e i ϕ e 2i ϕ e 2i

0 P 0 0 P P ± 0 P 2 P ± 2 P ± 2 2

Ab owiąać cęść adialną wacam do ównania: Mnożąc pe dostajem: Dla stanów wiąanch o E<0 wpowadam nową mienną ρ:, aś d

Tea mnożąc pe dostajem: Wpowadając stałą mam: Dla dużch ρ ównanie to pbiea fomę: owiąaniami postaci Rowiąań sukam mnożąc pe funkcję, któa pedstawia achowanie bliżej 0:

Na funkcję H dostajem w efekcie ównanie: Tea kolei astępujem funkcję H: i dostajem ównanie na funkcję G: Jest to ównanie óżnickowe Laguee a. Ab owiąania bł bieżne musi achodić: n n + l +, gdie n główna licba kwantowa, aś n jest dowolną licbą całkowitą. Z ównania na funkcję R dostajem: Ponieważ aówno n, jak i l musą bć licbami całkowitmi nieujemnmi, więc: l 0,, 2, 3,..n- Rowiąaniem na cęść pestenną są wielomian Laguee a

Zapisując R w postaci S,0 2 S 2,0 S 2, S 3,0 S 3, S 4,0 S 4, S 4,2 S 4,3 S 3,2 gdie

Radialne funkcje falowe dla atomu wodou: Stan R nl () 3 a 0 s 2ep( / a0) 2s 2p 3s 3p 3d 2 h gdie a0 2 onaca pomień Boha, μe ( / a ) ep( / 2 2 2 / a0 ep( / a 0 ) 2 6 2 0 a 0 2 2 2 2 ( / a + ( / a0 ) ) ep( / 3 3 3 27 3 8 / a0 ( / a0 )ep( / a0 ) 27 6 6 3 4 2 ( / a0) ep( / a0) 8 30 3 0 a0 a 0 ο 0, 529 Α ) )

degeneacja n l n m l onacenie stanu 0 0 s 2 0 0 2s -, 0, 2p 3 3 0 0 3s -, 0, 3p 3 2-2, -, 0,, 2 3d 5

Funkcje R nl () ilość pecięć osią wnosi n-l- n l 0 n 2 l 0, n 3 l 0,, 2

Z kombinacji liniowch espolonch funkcji własnch można budować funkcje ecwiste. Poniżej jest to wkonane dla funkcji p -, p 0 i p nich budowane są funkcje p, p i p.

s 2s 2p 3d

l 0,, 2, 3,..n- -l, -l+, -l+2.< m <.l-2, l-, l E -3,6 ev Emisja (lub absopcja) pomieniowania elektomagnetcnego następuje p pejściu jednego stanu atomu do dugiego i enegia tego pomieniowania pjmuje watości dsketne. Dla atomu wodou oumiem empicne wo opisujące emitowane enegie pomieniowania elektomagnetcnego. W atomie wodou stan o tm samm l a óżnm m mają tę samą enegię e wględu na achowanie momentu pędu. W atomie wodou ównież i stan o tm samm n, a óżnm l mają tę samą enegię wnika to chaakteu enegii potencjalnej, któa ależ jak /. Popawki nosą tę degeneację. W atomach wieloelektonowch tej degeneacji nie ma e wględu na postać funkcji enegii potencjalnej..

Opeato momentu pędu p L ) ( ) ( ) ( p p i p p i p p i p p p i i i L L L + + Opeato dla składowch momentu pędu: i p p L h ˆˆ ˆˆ ˆ i p p L h ˆˆ ˆˆ ˆ i p p L h ˆˆ ˆˆ ˆ

Opeato Lˆ ma scególnie postą postać we współędnch sfecnch: Lˆ ih ϕ Będie więc diałał tlko na cęść funkcji falowej ależną od φ, Φ(φ). Równanie własne dla tego opeatoa: ˆ Φ( Lψ (, θ, ih ψ (, θ, ihr( ) Θ( θ ) LR( ) Θ( θ ) Φ( ϕ ϕ L mh Jeśli jako watości własne pjmiem, to na funkcję Φ(φ) dostajem: ih Φ( mhφ( ϕ Rowiąaniem jest funkcja imϕ Φ ( Ae Ponieważ Φ(φ) powinna bć peiodcna o okesie 2π, więc dostajem waunek na m: musi to bć licba całkowita. Widać, że funkcje własne Hamiltonianu dla atomu wodou są ównoceśnie funkcjami własnmi opeatoa Lˆ

A atem jest skwantowan! Lˆ L mh Podobnie skwantowan jest kwadat całkowitego momentu pędu i jego watości własnch otmujem: Ppomnijm: n,2,3.. l 0,, 2, 3,..n- -l, -l+, -l+2.< m <.l-2, l-, l L l( l +)h Licb kwantowe atomu wodou: n główna licba kwantowa l obitalna licba kwantowa m magnetcna licba kwantowa

Doświadcenie Einsteina-de Haasa (95.) dotc istnienia spężenia obitalnego momentu elektonów w atomie i momentu magnetcnego Z obitalnm momentem pędu wiąan jest dipolow obitaln moment magnetcn: watości μob są skwantowane μ ob e 2m e L e μ ob l( l + ) h l( l + )μ B 2m e składowe μ ob, są ównież skwantowane μ ob, mμ B eh eh 24 gdie μ B 9.274 0 J / T jest magnetonem Boha. 4πm e 2me m e onaca masę elektonu