[ Pobierz całość w formacie PDF ]
b) Cząstki poruszają się z prędkościami dużo mniejszymi od prędkości światła, i
dlatego stosujemy zapis nierelatywistyczny.
Równanie Schrodingera dla jednej zmiennej :
2 2
" È "È h
- Å" + UÈ = i ; = .
2
2m " X " t 2
Oznaczenia
h - stała Plancka; m - masa; " - pochodna cząstkowa;
È - funkcja falowa (okreÅ›la prawdopodobieÅ„stwo znalezienia czÄ…stki w danym punkcie); x - poÅ‚ożenie
(?); U - energia potencjalna czÄ…stki; i - liczba urojona (i2 = -1);
t - czas.
27.17 Zjawisko tunelowe.
Rozważamy cząstkę materialną, która napotkała przeszkodę. Energia całkowita
cząstki jest mniejsza od energii potencjalnej, jaką cząstka miałaby na szczycie
przeszkody. Rozważając tę cząstkę jako układ mechaniczny, cząstka nie ma
szans przejścia przez przeszkodę. Jednak jeśli będziemy cząstkę rozważali jako
układ kwantowo mechaniczny, to rozważamy jej ruch jako proces rozchodzenia
się fali. Wtedy cząstka ma szansę przedostać się przez przeszkodę.
Przechodzenie cząstki przez przeszkodę mimo iż jej (cząstki) energia kinetyczna
jest mniejsza od energii potencjalnej, jaką cząstka miałaby na szczycie
przeszkody, nazywa siÄ™ zjawiskiem tunelowym.
To zjawisko pozwala wytłumaczyć rozpad jądra atomowego i emisję cząstki
alfa.
28. Fizyka atomowa.
28.1 Liczby kwantowe.
" Pierwsza liczba kwantowa (główna) - n - określa ona numer i rozmiar
powłoki, n = 1,2,3,...
" Druga liczba kwantowa (orbitalna (poboczna)) - l (el) -odpowiedzialna jest za
moment pędu atomu w danym stanie energetycznym, l = 0,1,2,...,n-1
" Trzecia liczba kwantowa (magnetyczna) - m - zwiÄ…zana z momentem
magnetycznym. Przyjmuje ona wartości od -l do +l (od minus el do plus el)
1
" Czwarta liczba kwantowa (spinowa) - s - s = ±
2
Na każdej powłoce może znalezć się maxymalnie 2n2 elektronów.
28.2 Zakaz Pauliego.
Na tej samej powłoce w danym stanie energetycznym nie mogą znalezć się dwa
elektrony o jednakowych liczbach kwantowych. Muszą się różnić przynajmniej
spinem.
28.3 Reguła Kleczkowskiego.
Z dwóch elektronów mniejszą energię ma ten, dla którego suma liczb orbitalnej
i głównej jest mniejsza.
28.4 Reguła Hunda.
Elektrony na danym podpoziomie rozmieszczają się w taki sposób, aby
sumaryczny spina był jak najmniejszy.
28.5 Widmo.
28.5.1 Widmo
Jest to zbiór wszystkich częstotliwości wyemitowanych przez atom podczas
przejścia atomu z poziomów energetycznych wyższych na ściśle określone.
Widmo to linie papilarne atomów.
Ze względu na sposób otrzymywania widma dzielimy na :
" emisyjne - dostarczamy energii i pobudzamy atom do świecenia
" absorbcyjne - powstaje przy przejściu światła białego przez daną substancję.
Typowym widmem absorbcyjnym jest widmo słoneczne - czarne kreski
oznaczają, że dana długość fali została zaabsorbowana, czyli występuje
pierwiastek absorbujÄ…cy jÄ… (zob.pkt.28.5.4).
Widmo ciągłe - jedna barwa przechodzi w drugą bez wyraznej granicy
(morphing)
Widmo liniowe - barwne prążki na ciemnym tle (dla atomów w stanie
gazowym).
Widmo pasmowe - dla cieczy i zw. chemicznych.
Widmo słoneczne służy do określania składu chemicznego i poziomów
energetycznych.
Do badania widma służy spektrometr.
28.5.2 Serie widmowe.
Serie widmowe :
" l=1 - seria Lymana (leży w nadfiolecie)
" l=2 - seria Balmera (jedyna seria widzialna)
Wszystkie pozostałe serie leżą w podczerwieni:
" l=3 - seria Paschena
" l=4 - seria Phunda
" l=5 - seria Humpreysa
Każda seria jest ograniczona z obu stron.
28.5.3 Widmo promieniowania rentgenowskiego.
Katoda lampy rentgenowskiej jest zbudowana z wolframu.
Widmo :
Widmo jest ciągłe i liniowe (charakterystyczne). Widmo ciągłe nie zależy od
materiału, z jakiego zbudowana jest katoda, od tego zależy widmo liniowe.
Graniczna dÅ‚ugość fali (»GR) zależy od różnicy potencjałów(zob.pkt.27.12.1).
28.5.4 Skład Słońca. Widmo słoneczne. Budowa Słońca.
Jest to typowe widmo absorbcyjne (zob.pkt.28.5.1). Ciemne linie to linie
Fraunhofera. Są to zaabsorbowane częstotliwości, co oznacza, że występuje
pierwiastek, który je zaabsorbował. Stopień zaczernienia linii określa w
procentach ilość tego pierwiastka.
Skład Słońca : H (73,8%), He (23,6%), C, Mg, CH, OH, NH, CN, Ca, Na, Al,
Ne, Si, Fe, Ar, Na.
Dotychczas zidentyfikowano około 75% linii Fraunhofera.
Budowa Słońca :
Wiatr słoneczny, korona słoneczna i chronosfera tworzą atmosferę Słońca. W
warstwie konwektywnej energia transportowana jest przez konwekcjÄ™. W
warstwie promienistej energia transportowana jest za pomocÄ… promieni gamma.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]