עד תחילת המאה ה-20 באופטיקה היו מראות שאישרו את נוכחותם של כוחות חלשים באור (הפרעות, קיטוב, עקיפה וכו'), ולכן ההופעות שידעו את ההסבר למיקום התיאוריה הגופנית. (אפקט צילום, אפקט קומפטון ואילך). בתחילת המאה ה-20 נחשפו מספר השפעות לחלקיקי הדיבור, אשר היו דומים לביטויים אופטיים האופייניים להוויל. אז, בשנת 1921, צוות המחקר של רמסאואר, עם העלייה בהתפלגות האלקטרונים על אטומים לארגון, הראה שעם שינוי באנרגיה של האלקטרון בכמה עשרות אלקטרונים-וולט, החריגה האפקטיבית של התפלגות הקפיץ של אלקטרונים. על גידול ארגון є (איור 4.1).
עם זאת, עבור האנרגיה של האלקטרון ~16 eV, יעיל יותר להגיע למקסימום ולשינוי נוסף באנרגיה של האלקטרון, הוא משתנה. באנרגיית אלקטרונים של ~ 1 eV, זה הופך קרוב לאפס, ואז אנחנו מתחילים לעלות שוב.
בדרך זו, סביב ~ 1 eV, אלקטרונים אינם מגיבים לאטומי ארגון, והם עפים דרך הגז מבלי להתפזר. התנהגות זו מאוד אופיינית להיפוך של פיזור אלקטרונים על אטומים אחרים של גזים אינרטיים, כמו גם על מולקולות (שנותרו על ידי טאונסנד). ההשפעה דומה לזו של להבות הפואסון במהלך עקיפה של אור על מסך קטן.
ההשפעה הקוסטית השנייה היא תסיסה סלקטיבית של אלקטרונים ממתכות פני השטח; הוא פותח ב-1927 על ידי הפיזיקאים האמריקאים דוויזון וג'רמר, וגם באופן עצמאי על ידי הפיזיקאי האנגלי ג'יי פי תומסון.
קרן מקבילה של אלקטרונים מונו-אנרגטיים מצינור טיילת אלקטרונים (איור 4.2) הופנתה ללוח ניקל. כניסות האלקטרונים נלכדו על ידי אספן המחובר מגלוונומטר. הקולט מותקן מתחת לחלק התחתון של קרן תקרית כלשהי (אך באותו מישור מאחוריה).
כתוצאה מחקירותיו של דאוויסון-ג'רמר, הוכח כי הגוון שעלה מתחת לאלקטרונים הקרינים יכול להיות בעל אופי כזה, כפי שהיה בשינויי קרני הרנטגן, המשוטטים עם הגביש (איור 4.3). תחת שעת ניתוח הדיפרקציה של שינויים בקרני רנטגן על גבישים, נקבע כי התפלגות מקסימום הדיפרקציה תוארה על ידי הנוסחה
de - סריג קריסטל קבוע, - סדר הדיפרקציה, - תקופה ארוכה של רטט קרני רנטגן.
בזמן פיזור נויטרונים על גרעין חשוב, ישנה גם תבנית עקיפה אופיינית של פיזור ניוטרונים מפוזרים, בדומה לזו הנצפית באופטיקה בזמן עקיפה של אור על דיסקית חימר או תרבית.
תורתו הצרפתית של לואי דה ברולי ב-1924 ניסחה את הרעיון שלחלקיקי הדיבור יש כוח וכוחות גופניים וחלשים. בעזרת אילו יינות, לאחר שנכנסו פנימה, אילו חלקיקים, מה מתמוטט בחופשיות במערבולת מתמדת, מראה יבבה מונוכרומטית שטוחה
de і - וקטור תדירות ותנודות її.
הוויליה (4.2) מתרחבת בחלק bіk ruhu (). תקופות כאלה לקחו את השם מוך פאזה, זוועה של דיבוראוֹ hvil de broglie.
הרעיון של דה ברולי היה להרחיב את האנלוגיה בין אופטיקה למכניקה, ולשים את האופטיקה של חווילי עם המכניקה של חווילי, בניסיון להביא את השאר לתופעות אטומיות פנימיות. הניסיון לייחס לאלקטרון, ולכל החלקיקים, כמו פוטונים, טבע כפול, לתת להם כוחות חלשים וגופיים, לקשור אותם יחד עם קוואנטום של די, - משימה כזו נראתה מאוד נחוצה ומהנה. "... יש צורך ליצור מכניקה חדשה בעלת אופי חלש, כדי שהמכניקה הישנה, כמו אופטיקה דקה, תשודרג לאופטיקה גיאומטרית", כתב דה ברולי בספר "מהפכה בפיזיקה".
חתיכת מאסי שמתמוטטת עם swidkistyu, maє אנרגיה
הדחף הזה
והסיבוב של החלק מאופיין בוקטור משתנה של אנרגיה-אימפולס ().
מצד שני, בתמונה קטנה אפשר להבין את התדירות של אותו מספר (אחרת, זמן רב), ובמקרה של מספר שטוח, 4 וקטור є ().
אז, בתור עלבון לתאר תיאורים עם היבטים שונים של אותו אובייקט פיזי אחד, אז ביניהם אתה יכול ליצור קישור חד משמעי; יחסים בלתי משתנים יחסית בין 4 וקטורים є
ויראזי (4.6) נקראים נוסחאות דה ברולי. Dovzhina hvili de Broglie מסומן על ידי דרגה כזו על ידי הנוסחה
(כאן). בעצמה tsya dozhina hvili אשמה בדמויות בנוסחאות עם התיאור המדוייק של אפקט Ramsauer-Townsend ואפקט Devison-Jermer.
עבור אלקטרונים, המואצים על ידי שדה חשמלי עם הבדל בפוטנציאלים, אורך הרוח של דה ברולי הוא ננומטר; ב-kV = 0.0122 ננומטר. עבור מולקולת מים עם אנרגיה J (ב= 300 K) = 0.1 ננומטר, אשר, לפי סדר גודל, עולה עם המינון של רטט קרני רנטגן.
עם שיפורים (4.6), ניתן לכתוב את הנוסחה (4.2) כגל שטוח
vidpovidnoy חלקים, scho maє דחף כי אנרגיה.
הרוחות של דה ברולי מאופיינות בשינויי פאזה וקבוצות. יציבות שלבתלוי במצב של מחלת השלב (4.8) ובחלק היחסי של המחלה
אז תקבל יותר עבור השוודיות של האור. שוודיות קבוצתיתהחלקים הישנים של swidkost ruhu של hvil de Broglie:
(4.9) ו-(4.10) יש קשר ברור בין הפאזה לשינויים הקבוצתיים של דה ברולי:
איזה סוג של חוש פיזי של דה ברולי ואיזה סוג של קישור עם חלקיקי דיבור?
במסגרת התיאור החוליאני של התנועה, הקיפול האפיסטמולוגי המשמעותי לעתים קרובות הרס את האוכל על מרחב הלוקליזציה. Whili de Broglie (4.2), (4.8) ממלא את כל החלל ושעה neobrazheniya. כוחן של התנודות הללו הוא תמיד וחורק זהה: משרעת ותדר קבועים, קבועים בין משטחים רכים פנימה. מהצד השני, המיקרו-חלקיקים חוסכים את כוחם הגופני, כך שהם יכולים לשיר את המסה, הממוקמת באזור השירה של החלל. על מנת לצאת ממצב, החלקיקים החלו להופיע לא כקולמוסים מונוכרומטיים של דה ברוגלי, אלא כקבוצות של נוצה עם תדרים דומים (מספרי נוצה) - חבילות רכות:
באותה משרעת, ההבדל בין אפס קטן מקטן עם וקטורים קטנים שמתאימים למרווח (). רסיסי קבוצה של חבילה מרופדת הם יותר מלוחים מאשר חלק, הוצע להציג כתם באריזה מרופדת. אבל הרעיון הזה בלתי אפשרי מסיבות כאלה. חלק מהתאורה היציבה ובתהליך התפתחותה אינו משתנה כך. האם אשמה בסמכויות כאלה ובחבילה הקטנה, שמתיימרת לייצג חלקיק. זה הכרחי שזה יהיה צמא, כדי שתוך שעה תשמור האריזה הרכה את צורתה המרווחת או לפחות את רוחבה. רסיסי הגנה של הסטת פאזה טמונים במומנטום של חלקיק, ואז (נאוויט בוואקום!) פיזור ההיל של דה ברולי הוא האשם. כתוצאה ממעבר פאזה בין סיבי האריזה, האריזה מתפרקת והאריזה מתרחבת. כמו כן, החלק שמקווה לחבילה כזו אשם בחוסר יציבות. Tsey visnovok superchit dosvidu.
דאלי היה תלוי בכיוון ההפוך: חלקים מהראשון, ותוך כדי מייצגים את יצירותיהם, אז הם מאשימים, כמו צליל באמצע, המורכב מחלקיקים. ובכל זאת, אפשר לעשות את האמצעי עם שלנים, ואפילו על הריח באמצע העבים, אי אפשר לומר מספיק, אם החלק האמצעי של האמצע כבר קטן באמצע החיל. בניסויים, שבהם כוחם של המיקרו-חלקיקים חלש, הם מנצחים. Ale navit yakscho podolat tsyu skrutu, אז בכל זאת, המחשבה היא אשמתו של buti vydkinut. למעשה, זה אומר שכוח הכוח מחובר למערכות של חלקיקים עשירים, ולא לחלקיקים הפחותים. לעיתים, הכוח החלש של החלקיקים אינו עולה ובשל העוצמות הקטנות של הקרנות המתרחשות. במחקרים של ביברמן, סושקין ופבריקנט, שבוצעו ב-1949, נחסמו רצפות של קרני אלקטרונים חלשות, כך שהמרווח הממוצע של שעה בין שני מעברים עוקבים של האלקטרון דרך מערכת העקיפה (גביש) היה 30,000 (!) פעמים יותר משעה, אשר מבלה על ידי אלקטרון אחד לכל מעבר כל אביזרי. עבור מוחות כאלה, האינטראקציה בין אלקטרונים, כמובן, לא מילאה את אותו תפקיד. טים לא פחות, כאשר מבצעים חשיפה טריוויאלית במכונת צילום, ממוקמת מאחורי גביש, דפוס עקיפה ויניאלית, זה לא משנה בשום צורה בתמונה, שצולמה בחשיפה קצרה לאלמות אלקטרונים, העוצמה של כאלה בולה הוא פי 1 0 7 יותר. חשוב יותר, שבשני המקרים יש מספר רב של אלקטרונים, כמו שהם מונחים על לוח צילום, שהיה זהה. Tse מראים שהחלקים הקטנים של העיר עשויים להיות חלשים בכוחם. הניסוי מראה שחלק אחד של תבנית הדיפרקציה לא נותן, עורו של אלקטרון אוסמיום חושף לוח צילום מושחר במרחק קטן. ניתן להסיר את כל דפוס העקיפה רק על ידי זיק של מספר רב של חלקיקים הנופלים על הצעיף.
האלקטרון בנקודת המבט הנחשבת לוקח את השלמות (מטען, משקל ומאפיינים אחרים). אצלם כל הכוחות הגופניים באים לידי ביטוי. באותה שעה, לאחר כוחות גלויים וחלשים. האלקטרון אינו מתבזבז בשום אופן על הלוח הזה של לוח צילום, יכול להיות שיש לפחות דפוס עקיפה. Vіn יכול להיות פחות או יותר קרוב למיקום של מקסימום העקיפה. במקרה של זה לא ניתן לומר רחוק קדימה, לאיזה כיוון לטוס ישירות לחלק המסוים הזה.
העובדה שהתנהגותם של מיקרו-אובייקטים באה לידי ביטוי במונחים קבועים גופניים, וכוח חלש "דואליזם גופי-חובי"וє הבסיס של תורת הקוונטים, דה і otrimav עננות טבעית.
נולד, לאחר שהפיץ את הפרשנות המקובלת וההתקפית כעת של תוצאות התיאורים הבאים: האפשרות של נפלט אלקטרון לנקודה על לוח צילום, העוצמה הפרופורציונלית של צורת הגל של דה ברולי, לריבוע של משרעת שדה הגל. באזורי מסך נתון. בדרגה כזו, מוצע imovirnіsno-עננות סטטיסטיתרוחות הטבע, הקשורות למיקרו-חלקיקים: ניתן לקבוע את סדירות התפלגות המיקרו-חלקיקים במרחב הפתוח רק עבור מספר רב של חלקיקים; עבור חלקיק אחד, ניתן לקבוע רק את האפשרות ליפול לאותו אזור.
לאחר היכרות עם דואליות החלקיקים-חלקיקים, ברור שלתיאור המבנה המכני של מיקרו-חלקיקים, השיטות המשמשות בפיזיקה הקלאסית הן הכרחיות. במכניקת הקוונטים, לצורך התיאור, אצטרך לזכות בעבודות ספציפיות חדשות. החשובים שבהם מבינים על hvilovoї פונקציות, אבל אני אהפוך לפונקציות (-functions).
הפונקציה תהפוך לדימוי מתמטי של שדה קולמוס, כמו זכר לפו'יאזווטי עם חלק עור. אז, הפונקציה הופכת לחלק חופשי מנוצה מונוכרומטי שטוח של דה ברולי (4.2) או (4.8). עבור חלק, skhilnoї כדי zvnіshny עירוי (לדוגמה, עבור אלקטרון בשדה של הגרעין), שדה המרתף יכול להיות מתקפל יותר למראה, וזה משתנה עם השעה. תפקידו של חבילוב הוא לשקר בצורה של פרמטרים של מיקרו-חלקיקים ובצורה של מוחות פיזיים שקטים, המוכרים לרוב.
הבה נוסיף, שבאמצעות הפונקציה הוויליאנית ניתן להגיע לתיאור המתקדם ביותר של המצב המכני של מיקרו-אובייקט, אשר אפשרי רק עבור מיקרוקוסמוס. לדעת את הפונקציה של hvil, ניתן לשדר שניתן לבדוק את הערכים של כל ערכי vimiryuvanih לראיות ולכל imovirnistyu. הפונקציה תישא את כל המידע על שיבוש הכוח הקוונטי של החלקיקים, כביכול על משימת הסיוע למחנה הקוונטי.
בהתאם לפרשנות הסטטיסטית של הרוח של דה ברולי, מידת הלוקליזציה של חלק נקבעת לפי עוצמת הרוח של דה ברולי, כך שהופעת חלק באזור קטן בפאתי נקודה בזמן השעה הוא בריא
כדי לשפר את מורכבות הפונקציה, אנו יכולים:
לשיער שטוח דה ברוגלי (4.2)
כך שתוכל לדעת חלק טוב בכל חלל.
הערך
שֵׁם shіlnistyu іmovіrnostі.אימובירניסט לדעת חלקיק ברגע השעה בסופו של דבר obsyaz, zgіdno עם המשפט של קיפול חומרים, dorіvnyuє
אם (4.16) תושג האינטגרציה בגבולות הבלתי נדלים, אזי כל האי-בוריות של החלק ברגע השעה יילקח מהמרחב. Tse - ymovirnіst אמין podії, לזה
אומוב (4.17) נקרא סטנדרטיזציה נפשית, אבל - פונקציה שמשמחת אותך, - מנורמל.
שוב, לחלק, שמתמוטט בשדה כוח, כאילו פונקציה של מראה מקופל, נמוך יותר מהווילה השטוחה של דה ברולי (4.2).
Oskіlki - הפונקציה מורכבת, її ניתן לראות
de הוא פונקציה של מודול, a הוא מכפיל פאזה, יקום הוא מספר דיבור. מתצוגה מפורטת של הנגיף ו-(4.13) ברור שפונקציית khvilyova המנורמלת מוקצית באופן דו-משמעי, אך רק עד למכפיל קבוע. העמימות חשובה וניתן להשתמש בה; עם זאת, אין טעם למה שלא נראה בתוצאות הגופניות היומיומיות. למעשה, הכפלה של הפונקציה האקספוננציאלית משנה את השלב של הפונקציה המורכבת, אך גם את המודולוס, חוסר התנועה המקורי של הניסוי ואת שאר הערכים של הכמות הפיזיקלית.
התפקוד החלש של חלקיק שקורס בשדה פוטנציאלי יכול לבוא לידי ביטוי בחבילה קטנה. ברגע שהשעה של העומס של חלק מהאוויר של ציר הרוח של החבילה הדקה טובה, אזי מספר אימוצי היוגו הדרושים בלתי אפשרי לקחת את המגלשיים למרווח זמן ארוך. הרוחב המינימלי של המרווח נובע משביעות הרצון של המרווח, או,
אנלוגי spіvvіdnoshennya vykonuyutsya і עבור khvilovyh pakіv, shcho rozpovsyudzhuyutsya צירי vzdovzh і:
Spivvіdnoshennia (4.18), (4.19) שם svіvіdshnennia nepoznachenosti הייזנברג(אחרת עקרון חוסר המשמעות). Vіdpovіdno עד למצב היסודי של תורת הקוונטים, בין אם זו מערכת פיזיקלית לא יכולה להיות במדינות, שבהן הקואורדינטות של מרכז האינרציה והתנע צוברות בו זמנית חבורה שלמה של ערכים מדויקים ומדויקים.
Spіvvіdnoshennia, מקביל לרשום, הוא אשם vikonuvatisya אם זה הימור על ערכים שהושגו קנונית. Postiyna Planck, אשר נוקם את עצמו על spivvіdnenzhnyah של חוסר חשיבות, קובע גבול בדיוק של vimiryuvannya של שעה אחת של כמויות כאלה. במקרה זה, אי-המשמעות של העולמות נובעת לא מחוסר השלמות של הטכניקה הניסויית, אלא מהדומיננטיות האובייקטיבית (הקלה) של חלקיקי החומר.
רגע חשוב נוסף בהתבוננות בתחנות של מיקרו-חלקיקים הוא הצמדתם למיקרו-אובייקט. בין אם זה יהיה תהליך ליצור vimir כדי לשנות את הפרמטרים הפיזיים להפוך למיקרו-מערכת; הגבול התחתון בין קווי השינוי נקבע גם כאינדיקציה לאי-משמעויות.
Zvezhayut על deshchitsu באותה מידה עם ערכים מאקרוסקופיים של tієї ומימדיות ו spіvvіdnennia neznachennosti, іstotnі בעיקר עבור תופעות אטומיות וקשקשים קטנים יותר ואינם מופיעים בפרופורציות עם גופים מקרוסקופיים.
הופעת חוסר העקביות, שחוסלה לראשונה ב-1927 על ידי הפיזיקאי הגרמני וו. הייזנברג, הפכה לשלב חשוב בגילוי חוקי התופעות האטומיות הפנימיות והשראת מכניקת הקוונטים.
כמו פרשנות סטטיסטית חיה של תחושת הפונקציה של הוויל, חלק ממנו יכול להתגלות ביחידות imovirnistyu בנקודה כלשהי של החלל, בפונקציה של הוויל של פונקציה בת קיימא מול אפס. לכן, התוצאות של ניסויים עם vimiryuvannya, למשל, הקואורדינטות עשויות להיות אופי imovirnіsny. Tse אומר שסדרה של אותם ניסויים באותן מערכות (כלומר, עם יצירת אותם מוחות פיזיים) תניב תוצאות שונות. עם זאת, המשמעויות בפועל יהיו משמעותיות יותר, נמוכות יותר ותכופות יותר. ברוב המקרים, יהיו ערכי קואורדינטות הקרובים לערך הקובע את מיקום המקסימום של הפונקציה הווילית. אם מקסימום הביטויים ברור (פונקציה דקה היא חבילה דקה צרה), אז לרוב היא ממוקמת ליד המקסימום הראשון. טים לא קטן יותר, איזשהו רוזקיד בערכי הקואורדינטות (אי קיום בסדר גודל של הרוחב המרבי) הוא בלתי נמנע. אותם לעמוד ו vimiryuvannya impulsu.
במערכות אטומיות, הגודל הוא בסדר גודל של שטח המסלול, ולאחר מכן, על פי התיאוריה של בוהר-זומרפלד, חלק ממישור הפאזה קורס. אצל מי הכל יכול להיות perekonatisya, vyslovlyuyuchi השטח של המסלול דרך אינטגרל השלב. עם איזו מבט, המספר הקוונטי (ראה הרצאה 3) מספק את המוח
למראה התיאוריה של בוהר, דה majstse equanimity (כאן - מהירות האלקטרון במסלול בורובסק הראשון במי האטום, - מהירות האור בוואקום,), בנפילה הנראית במחנות הנייחים, דחף ממוצע הוא להיות הממדים של המערכת במרחב הקואורדינטות, ולהיות פחות בסדר גודל. בדרך זו, zastosovuyuchi קואורדינטות ותנע לתיאור של מערכות מיקרוסקופיות, יש צורך להבין את התיקונים הקוונטיים כדי לפרש אותם. תיקון כזה є spіvvіdshenie nevyznachenosti.
Descho іnshiy sає mає spіvvіdnennia vniznachnosti עבור אנרגיה באותה שעה:
אם המערכת נבנית מחדש בתחנה נייחת, אז ברור מה-spivvіdnennia של חוסר המשמעות, שניתן להחדיר את האנרגיה של המערכת בתחנה זו ניתן למדוד רק עם דיוק, שכן היא אינה עולה על, דה-טריוויאליות של תהליך vimіryuvannya. Spіvvіdnoshennia (4.20) נכון בדיוק כמו להבין את חוסר המשמעות של ערך האנרגיה של מצב לא נייח של מערכת סגורה, ו- pіd היא שעה אופיינית, לפיה הערכים הממוצעים של כמויות פיזיות של מערכת זו משתנות.
Spivvіdnennia neznachennostі (4.20) להוביל לשינויים חשובים בדרך של התעוררות המצבים של אטומים, מולקולות, גרעינים. אז הפוך לבלתי יציב, ובגלל ה-spivvіdnoshennia של חוסר חשיבות, ברור שלא ניתן למנות את האנרגיה של התעוררות של שווים, כך שניתן למות את האנרגיה השווה רוחב טבעי, דה - אהפוך לשעת חיים. דוגמה נוספת היא ריקבון אלפא של גרעין רדיואקטיבי. rozkid chastok אנרגטי, scho vypuskayutsya, קשירה עם שעה של חיים של גרעין כזה spіvvіdshennyam.
עבור מצב תקין של האטום, והאנרגיה עשויה להיות חסרת חשיבות, אז. לחלק לא יציב s, і על המשמעות של її אנרגיה, אחד לא צריך לדבר. אם שעת החיים של אטום במצב נרגש נלקחת שווה ל-c, אז רוחב האנרגיה שווה הוא ~ 10 -26 J הוא רוחב הקו הספקטרלי, הנובע מהמעבר של אטום למצב נורמלי ~10 8 הרץ.
הספונטניות של חוסר המשמעות ניכרת אצל מי שבמכניקת הקוונטים מוציאים את התחושה של השקעת אנרגיה חדשה בקינטיות ובפוטנציאל. למעשה, אחד מהם צריך להיות מופקד כדחפים, את השני - כקואורדינטות. Tsі f zminnі scho nepromozhnі שעה אחת אמא pevnі משמעות. האנרגיה אשמה להיות vymіryuvatisya רק כמו אנרגיה אמיתית, ללא subdilu על הקינטי והפוטנציאל.
את, כמובן, את יכולה לקרוא לי אחות,
ואז עשיתי nіsenіtnitsa כזה ב
במערכת יחסים איתה, אתה סביר
אוצר מילים.
ל. קרול
מהו המודל הפלנטרי של האטום ומדוע הוא קצר? מהי המהות של מודל בוהר של האטום? מדוע נובעת ההשערה לגבי כוחם החלש של החלקיקים? אילו תחזיות ניתנות על ידי ההשערה לגבי כוחו של המיקרוקוסמוס?
שיעור-הרצאה
מודלים קלאסיים של אטום וללא דולייקים. רעיונות לגבי אלה שאטומים אינם חלקיקים חסרי ערך ונוקמים כמחסנים של חלקיקים בעלי מטען יסודי, נכתבו לראשונה בסוף המאה ה-19. המונח "אלקטרון" הוצג בשנת 1881. הפיזיקאי האנגלי ג'ורג' סטוני. ב-1897 עמ'. ההשערה האלקטרונית לקחה את האישור הניסוי מהממצאים של אמיל וויכרט וג'וזף ג'ון תומסון. מאותו רגע, החלה להופיע מודלים אלקטרוניים שונים של אטומים ומולקולות.
הדגם הראשון של תומסון איפשר שהמטען החיובי שווה לוורדים על כל האטום, ובחדש, כמו שומות על הלחמניה, משובצים באלקטרונים.
אי-הנראות של דגם זה הפכה למחווה ניסיונית לאחר שהוא בוצע ב-1906. דווח על ידי ארנסט רתרפורד, שהשלים את תהליך פיזור חלקיקי α על ידי אטומים. עד הסוף, נמחצו הבלוקים, שהמטען החיובי של הלבבות של אמצע האור, פחות משמעותית, הוריד את גודל האטום. יצירה זו נקראה גרעין האטום, שגודלו היה 10 -12 ס"מ, וגודל האטום - 10 -8 ס"מ. הפלת כוחה של המדינה עשויה להיות זהה, כמו בחוק הכבידה בכל העולם. מאוחר יותר, ה-ruh של אלקטרונים באטומים יכול להיות דומה ל-ruh של כוכבי הלכת של מערכת Sonyach. אז נולד דגם פלנטרי של האטוםרתרפורד.
שעה קטנה מחיי אטום וספקטרום רטט ללא הפרעה שעולים מהמודל הפלנטרי הראו חוסר אפשרות בתיאור מחזור האלקטרונים באטומים.
חקירה נוספת של הסיבולת של האטום נתנה תוצאה מגוחכת: הרוזטות הראו שעם מתיחה של 10-9 שניות, אלקטרון עלול ליפול לתוך הגרעין ולבזבז אנרגיה על חיוניות. מצד שני, מודל כזה נתן ספקטרום ללא הפרעה, אך לא בדידות, של רטט אטומי.
התיאוריה של אטום הבורון. הגורל החשוב המתקרב בפיתוח תורת האטומים נשבר על ידי נילס בוהר. ההשערה החשובה ביותר, שהעלה בוהר ב-1913, הייתה ההשערה לגבי רמות האנרגיה הבדידות של האלקטרון באטום. המחנה מאויר בדיאגרמות אנרגיה (איור 21). צליל על דיאגרמות האנרגיה, האנרגיה מוצגת לאורך הציר האנכי.
אורז. 21 האנרגיה של הלוויין בשדה הכבידה של כדור הארץ (א); אנרגיית אלקטרונים באטומים (ב)
וידמיניסטנוסט של תנועת הגוף בשדה הכבידה (איור 21, א) בתנועת האלקטרון באטום (איור 21, ב) נראה תומך בהשערה של בוהר בכך שאנרגיית הגוף יכולה להשתנות ללא הפרעה, ואנרגיית האלקטרון ב- ערכים שליליים יכולים לקבל מספר משמעויות דיסקרטיות, דימוי של ילד קטן עם צבעים שחורים. ערכים בדידים של צ'י נקראו אנרגיה שווה, במילים אחרות, אנרגיה שווה.
ברור שהרעיון של שוויון אנרגיה דיסקרטי נלקח מההשערה של פלאנק. את השינוי באנרגיה של אלקטרון, ככל הנראה לפני התיאוריה של בוהר, ניתן היה לשנות רק באמצעות סטרובקום (מרמת אנרגיה אחת לאחרת). במהלך ה-Cichs של המעברים של Vypromin, (overhoid down), הקוונט של svitla הוא עירום (overhole), תדירות הפסקה של הנוסחה היא bar hv = e atom, הנחש של האטום האנרגטי של התדר. של קוואנטום vipromіnyuvan abytl -billed של Svitla.
התיאוריה של בוהר הסבירה באורח פלא את האופי הליניארי של ספקטרום האטום. עם זאת, התיאוריה סיפקה מעט ראיות לסיבה לדיסקרטיות של המשוואה.
נאום HVILI. תחילת התפתחותה של תורת המיקרוקוסמוס נמחץ על ידי לואי דה ברולי. בשנת 1924 Vіn vysloviv pripuschennya, scho ruh microparticles צריך להיות מתואר לא כמו ruh מכאני קלאסי, אלא כמו סוג של ruh רך. מאוד іz zakonіv khvilovogo ruhu חייבים בוטי אוטרימני מתכונים לחישוב ערכים שונים שנשמרים. אז, במדע, המטען נוצר ממערבולת השדה האלקטרומגנטי, מערבולת הדיבור.
ההשערה לגבי האופי הרך של תנודת החלקיקים הייתה נועזת כמו ההשערה של פלאנק לגבי הדומיננטיות הבדידה של השדה. ניסוי המאשש ישירות את השערתו של דה ברולי, שנעשתה רק ב-1927. בניסוי זה נחשד עקיפה של אלקטרונים על גבישים, בדומה לעקיפה של גל אלקטרומגנטי.
התיאוריה של בוהר הייתה תנין חשוב בחוקי הנדידה של המיקרוקוסמוס. הוא הציג בעבר הוראה לגבי הערך הבדיד של האנרגיה של אלקטרון באטום, שבסופו של דבר הוכיחה את עצמה כמוצלחת בתורת הקוונטים.
ההשערה לגבי איטיות הדיבור אפשרה להסביר את הטבע הדיסקרטי של שוויון אנרגיה. מתורת המוך, היה ידוע שהוא מוקף במרחב המוך ועשויים להיות תדרים נפרדים. קת של חליל בכלי נגינה כזה, כמו חליל. תדירות הצליל באותו זמן נקבעת לפי ממדי החלל, המוקפים בחליל (מידות חליל). הוכח שכוחו של הרוע הוא ראשוני.
אייל תואם את ההשערה של פלאנק לגבי התדר הקוונטי של הגל האלקטרומגנטי פרופורציונלי לאנרגיית הקוונטים. כמו כן, האנרגיה של אלקטרון יכולה להיות בדידה.
הרעיון של דה ברולי התברר כסביר אף יותר, אם כי, כפי שכבר הוזכר, ניסוי ישיר, המאשר את כוחו של האלקטרון, בוצע רק ב-1927. בשנת 1926 ארווין שרדינגר viviv vnyannia, שהיא אשמת השבריריות של האלקטרון, ו, virushivshi svіvnyannia מאה פעמים ביום, לאחר שלקח את כל התוצאות, kakі bula zdatnya בהתחשב בתיאוריה של בוהר. למעשה, זה היה הקלח של התיאוריה המודרנית, המתארת תהליכים במיקרוקוסמוס, אבל קשקשים קטנים הובנו בקלות עבור מערכות שונות - אטומים אלקטרוניים עשירים, מולקולות, גבישים.
התפתחות התיאוריה נגרמה על ידי התבונה עבור אלה שהיו חלקיקים חלשים וברי קיימא, מה שמצביע על האפשרות לשנות חלקים מנקודת החלל הזו. אז הפיזיקאי של המיקרוקוסמוס השיג הבנה של האימובירנוסטי
ברור מהתיאוריה החדשה של הפלפול, שהחלקיקים מאושרים, החלקיקים נקבעים פחות או יותר. אבל רוע הכוח הוא כזה שאפשר למקם את הרוע בכל נקודה במרחב, כלומר לדבר בטיפשות על הקואורדינטות של החלק בשעה. התוצאה של זה הייתה העובדה שהפיזיקה של המיקרוקוסמוס של אנשים כאלה הודרה מהפיסיקה, כמו מסלול התנועה של חלק מאותו מסלול אלקטרוני באטום. המודל הפלנטרי של האטום יפה ונאוקנה, כפי שנראה, בקנה אחד עם התנועה האמיתית של אלקטרונים.
לכל התהליכים במיקרוקוסמוס יש אופי דמיוני. ייתכן שדרכו של רוזרחנקיב רק ייעדה את האפשרות להתגבר על תהליך אחר
בסיום נפנה לאפיגרף. השערות לגבי איטיות הדיבור והקוונטי של השדה נעשו על ידי הפיזיקאים העשירים, בהתבסס על מסורות הפיסיקה הקלאסית. מימין, בעובדה שההשערות מאפשרות את הדיוק הקולי, כפי שאנו יכולים לראות, השומרים של עולם המאקרו חלשים. עם זאת, התפתחות נוספת של המדע על מיקרוקוסמוס הובילה לביטויים כאלה ש... (חלק אפיגרף לפסקה).
- לאילו עובדות התאים המודל של תומסון של האטום-על?
- איזה חלק במודל האטום של בוהר נותר מחוץ לתיאוריה המודרנית?
- אילו רעיונות היוו השראה להשערותיו של דה ברולי לגבי איטיות הדיבור?
NNA אטום מעטפת של אלמנט כימי
§ 1. מבט על הייצוג של מכניקת הקוונטים
תורת חיי האטום מבוססת על חוקים המתארים את מספר המיקרו-חלקיקים (אלקטרונים, אטומים, מולקולות) ומערכות אחרות (למשל, גבישים). מסות והתרחבות של מיקרו-חלקיקים קטנים על-לשונית בהשוואה למסה והתרחבות של גופים מקרוסקופיים. לכן נראה שהכוח והסדירות של התנועה של המיקרו-חלקיקים אוקרמו רוטטים תחת הסמכות והסדירות של התנועה של הגוף המקרוסקופי, המעוותים על ידי הפיזיקה הקלאסית. Rukh ומשחק הגומלין של מיקרו-חלקיקים מתארים את מכניקת הקוונטים (או הוויליאנית). הוא מתבסס על הממצאים לגבי קוונטיזציה של אנרגיה, האופי החלש של תנועת המיקרו-חלקיקים והשיטה הסטטיסטית (סטטיסטית) לתיאור מיקרו-אובייקטים.
אופי קוונטי של viprominyuvannya כי אנרגיה poglanannya. בערך על קלח המאה העשרים. החקירות של תופעות נמוכות (ניסוי של גופים אפויים, פוטואפקט, ספקטרום אטומי) הובילו להתפתחות, שהאנרגיה מתרחבת ומשודרת, מטוהרת ומשתחררת לא בלי הפרעה, אלא בדיסקרטיות, במנות קטנות - קוונטות. האנרגיה של מערכת של מיקרו-חלקיקים יכולה להצטבר גם רק על ידי ערכי שירה, כמו על ידי כפולות של קוונטות.
ההודאה לגבי אנרגיה קוונטית נעשתה לראשונה על ידי מ' פלאנק (1900) ומאוחר יותר נוסדה על ידי א' איינשטיין (1905). קוונטי אנרגיה? הפקדה v_d תדירות viprom_nyuvannya v:
de h - הפוסט-יינה של פלאנק. שלושה שלבים של מספר קוונטי של הראש פנהיה גדול יותר ר[div., למשל, (28.33)], אבל שוב [div. (28.24)] שהאנרגיה הפוטנציאלית קופצת לאפס. גם האנרגיה הקינטית היא אפס. האזור המוצל (E>0) מצביע על נוכחות של אלקטרון חופשי.
1 מספרים קוונטיים נקראים בדרך כלל מספרים (0, 1, 2...) או מספרים (1/2, 3/2, 5/2...) שיכולים לסמן ערכים נפרדים של כמויות פיזיקליות המאפיינים מערכות קוונטיות חלקים אלמנטריים.
1 נוכחות החלק האחורי של החלקיקים אינה ברורה מההשקילות של שרדינגר.
עם זה rozrahunkom: במשך יותר משעה היא בילתה יותר משעה במקומות של מספר גדול יותר של תנועה, לזמן פחות - במקומות של מחלקה הפחותה של הנפש. כתוצאה מהחשיפה על הפוטו-וולטא, היו תקופות בעוצמה שונה, הממחישות את התפלגות האלקטרון באטום. אתה יכול לראות מהקטנים, כמה חכם יותר ואיך לא להבין את ה"מסלול" של מאה אחוז מהאלקטרון.
מומנטים מגנטיים של ספינובי ומסלולי אינטראקציה זה עם זה, שינוי מערכת השוויון האנרגיה של האטום שווה לזה, כאילו זה יהיה ללא אינטראקציה כזו. נראה שניתן להביא אינטראקציה ספינוריטלית למבנה עדין של שוויון אנרגיה. למען האמת, יש צורך לתקן את הרגע האחרון של תנע האלקטרון - מסלול פלוס ספינוב. תחת מי zamіst מ לі גברת vikoristovuyut іnshі מספרים קוונטיים: יі nij.
מספר קוונטי י- מסלול פלוס ספין - קובע את הערך הבדיד של התנע הכולל לאֶלֶקטרוֹן:
מספר קוונטי מגנטי M)מאפיין את ההשלכה האפשרית של התנע הכולל של הדחף על רטט מסוים מספיק בקו ישר Z:
על נתון למספר קוונטי ילוקח שני ערכים: ±1/2
(טבלה 28.1).
טבלה 28.1
על נתון ימספר קוונטי nijהקלדת ערך 2j + 1: -י, -י + 1 ... + י.
28.7. מושגים על התיאוריה של BORA
עוד לפני יצירת מכניקת הקוונטים ב-1913. הפיזיקאי הדני N. Bohr, לאחר שהפיץ את התיאוריה של אטום המים ויוני המים, התבסס על המודל הגרעיני של האטום ושתי הנחות. ההנחות של בוהר לא נכללו במסגרת הפיזיקה הקלאסית.
על פי ההנחה הראשונה, המערכות האטומיות והאטומיות יכולות להישאר זמן רב רק בחלק מהמחנות הנייחים. Perebuvayuschie במחנות כאלה, האטום אינו משתנה ואינו מבזבז אנרגיה. לטחנות נייחות ניתנים ערכים נפרדים של אנרגיה: E 1, E 2...
בין אם מדובר בשינוי באנרגיה של אטום או של מערכת אטומית, הוא קשור במעבר דמוי מיתר ממחנה נייח אחד למשנהו.
לפי הנחה אחרת, כאשר אטום עובר ממצב אחד למשנהו, האטום משנה או מת פוטון, שהאנרגיה שלו שווה ל-(29.1).
המעבר למצב עם אנרגיה גדולה יותר ומצב של פחות אנרגיה מלווה בהתפתחות הפוטון. התהליך ההפוך אפשרי כאשר פוטון מושמד.
לפי התיאוריה של בוהר, אלקטרון באטום כרוך במסלול מעגלי סביב הגרעין. מהמסלולים הנייחים ביותר האפשריים, זה הופך פחות סביר, שעבורם רגע הדחף הוא יותר מהמספר השלם h / (2π):
(n = 1, 2, 3...), (28.31)
דה M- מסת האלקטרון; υ η - רוחב יוגו במסלול ה-n; rn- רדיוס של її. על האלקטרון, שמתעטף במסלול מעגלי באטומים, כוח הכבידה של קולומב נמצא בצד של גרעין טעון חיובי, כמו, לפי חוק ניוטון אחר, האנרגיה הנוספת של מסת האלקטרונים במרכז המים מואצת. (הרשומה ניתנת עבור ואקום):
ללא קשר להצלחה הגדולה של התיאוריה של בוהר, לא הייתה בעיה לזכור את החסרונות הללו. אז במסגרת התיאוריה הזו ניתן היה להסביר את העוצמות של הקווים הספקטרליים, טובטו. vodpovisti על אספקת החשמל, מדוע העברת אנרגיה אחת vіrogіdnіshі עבור іnshі. התיאוריה של בוהר לא חשפה את הדפוסים הספקטרליים של מערכת אטומית מתקפלת - אטום ההליום (שני אלקטרונים העוטפים את הגרעין).
קצרה מהתיאוריה של בוהר הייתה חוסר עקביות. תורת ציה לא הייתה קלאסית ולא קוונטית, היא ניצחה בעמדתה של תיאוריות דומיננטיות ביסודה: פיזיקה קלאסית וקוונטית. כך, למשל, תיאורטית, בוהר מודע לכך שהאלקטרון עטוף באטומים מאחורי מסלול מזמר (ביטויים קלאסיים), אבל עם כל הכשלים, הוא לא מרעיד את הגל האלקטרומגנטי (ביטויים קוונטיים).
ברבע הראשון של המאה שלנו התברר שאפשר להחליף את התיאוריה של בוהר בתיאוריה אחרת של האטום. מכניקת הקוונטים הופיעה.
28.8. קליפות אלקטרוניות של אטומים מתקפלים
מספרים קוונטיים, המתארים את מצבו של אטום אלקטרונים, מים, עבור המאפיינים הנצפים, יהפכו בערך לאותו מספר של אלקטרונים כמו אטומים מתקפלים. עם זאת, בעזרת הדברים הבאים, יש צורך לקחת בחשבון שתי עובדות על נוכחותם של אטומים מתקפלים באטום מים:
1) באטומים מתקפלים, האנרגיה של אלקטרונים, דרך האינטראקציה ההדדית שלהם, טמונה לא רק ב-vіd n, אלא ב-i vіd /;
2) הזהות קשורה לעקרון פאולי, כלומר שלשני (ועוד) אלקטרונים זה מזה לא יכולים להיות אותם מספרים קוונטיים באטומים.
כאשר נקבעת התצורה האלקטרונית, שנראית תקינה, לאלקטרון העור של האטום תהיה האנרגיה הנמוכה ביותר. Yakby הוא לא העיקרון של פול, כל האלקטרוניקה נמכרה ברמת האנרגיה הנמוכה ביותר. למעשה, מאחורי האשמה כלשהי, אלקטרונים תופסים את רצף המצבים הזה, כפי שמוצג עבור האטום בטבלה. 29.
אלקטרוניקה עם אותו מספר קוונטי בסיסי מרכיבות את הכדור. קוראים לשרי לפני,ל מ, נוכו. בתוקף עד נ\u003d 1, 2, 3, 4 ... אלקטרוניקה שיכולה להיות בעלת ערך הימור זהה נі / , היכנסו למחסן של הקליפה, כפי שהיא מסומנת בקצרה ככזו, שכן יש צורך לעמוד על האלקטרון של האטום במים: 1s, 2s, 2^ וכו'. אז, למשל, הם קוראים גם 2s-shell, 2s-electronics.
מספר האלקטרונים בקליפה מציין את הצלופח הימני של ההקלטה הסמלית של הקליפה, למשל 2p 4.
Rozpodіl elektronіv על הקליפות באטום (תצורה אלקטרונית) צליל מציין את הסדר הקרוב: עבור חנקן 1s 2 2s2, 2p 3, עבור סידן 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 2 וכו'.
יש להפקיד רסיסי אנרגיה של אלקטרונים באטומים מתקפלים אני,ואז טבלאות pobudov של Mendeliev, אשר zavzhdi vdbuvaetsya צעד אחר צעד מילוי של כדורים בעולם של אטום מקופל. עבור אשלגן (Z = 19), למשל, החליפו את המילוי של הכדור M(ייתכן, boolo 1s 2 , 2s 2 , 2^ 6 , 3s 2 , 3r 6, 3a 1) התחל למלא את הכדור נוהתצורה האלקטרונית המתקבלת היא: 1 s2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3r 6, 4 שניות 1.
שיקולים דומים למילוי קבוע של כדורים ואלמנטים נוספים.
הקפידו לפעול לפי כלל האצבע: האלקטרונים של אטום לא נרגש תופסים את המחנה עם הכי פחות אנרגיה, הדומה לעקרון פאולי. על איור. 28.13 באופן סכמטי ללא קנה מידה המראה את מצב האנרגיה של אטום מתקפל ואותו מספר אלקטרונים.
בסופו של דבר, זה משמעותי שמצבו של אטום אלקטרונים עשיר בכללותו מאופיין במספרים קוונטיים כאלה: ל- אותו מומנט מסלול של האטום, שכן הערך הוא 0, 1, 2, 3 וכו'. 1; י- אותו רגע של האטום, כפי שאתה יכול לקחת את הערך במרווח של אחד לכל | ס| לפני | L+ ס |; ס- מומנט הספין המתקבל של האטום; מַגנֶטִי מ ג'יי,מה שקובע את הערך הבדיד של הקרנת המומנט הכולל של האטום ליום Z:
על נתון Jm Jלקבל 2 י+ ערך 1:
-J, -J+ 1 ... +J.
1 לא עוקב אחר שם הכדור האלקטרוני לועם התנע המוחלט של האלקטרון.
28.9. אנרגיה RIVNI מולקולות
רסיסים של מולקולה מקופלים לאטומים, ואז הרוקס התוך מולקולרי מקופל לאטומי פנימי. למולקולות של אלקטרונים crim ruhu יש גרעינים עם מחשוף של אטומים עם מיקומם השווים (התנגשות של גרעינים יחד עם האלקטרונים החשובים ביותר) ו-rux גלוי של המולקולה כולה.
שלושה סוגי אנרגיה שווים משמשים למחזור האלקטרוני, הקוליבאלי והאוברטלי של המולקולה: E ate, E kil ו-E temp. בקירוב למכניקת הקוונטים, האנרגיה של כל מיני תנועה על המולקולה לוקחת רק ערך בדיד (קוונטי). אנו יכולים לייצג בקירוב את האנרגיה הכוללת E של המולקולה על ידי סכום הערכים הכומתיים של האנרגיות של מינים שונים:
ה\u003d E אכל + E קיל + E זמן. (28.37)
על איור. 28.14 מתאר באופן סכמטי מערכת של מולקולות שוות: רחוקה נמצאת האנרגיה האלקטרונית השווה א"і א"", עבור אלה E kіl \u003d E vr \u003d 0; v" , v"", עבורם E vr = 0; J"і J""יש ערכים שונים של E vr.
בין רמות אנרגיה אלקטרונית בסדר גודל של אלקטרונים-וולט רבים, בין sudidnim kolyvalnymi 10 -2 -10 -1 eV, בין susidnim ovalnym 10 -5 -10 -3 eV.
