9. Принцип неопределенности

ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ, физический закон, который утверждает, что нельзя одновременно точно измерить координаты и импульс микроскопического объекта, т.к. процесс измерения нарушает равновесие системы. Произведение этих двух неопределенностей всегда больше ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА. Этот принцип был впервые сформулирован Вернером Гейзенбергом.

Измеряя величину среднеквадратического отклонения   координаты и среднеквадратического отклонения   импульса, мы найдем что:

где ħ — приведённая постоянная Планка.

Отметим, что это неравенство даёт несколько возможностей — состояние может быть таким, что x может быть измерен с высокой точностью, но тогда p будет известен только приблизительно, или наоборот p может быть определён точно, в то время как x — нет. Во всех же других состояниях и x, и p могут быть измерены с «разумной» (но не произвольно высокой) точностью.

9. Вероятностная модель атома. Электронная орбиталь

Вероятностная модель атома. Важнейшим следствием применения принципа неопределенности к описанию физических процессов в атоме является невозможность оперирования точными координатами электрона в каждый данный момент. Скорость электрона столь велика, что следовало бы вообще отказаться от анализа траектории его движения, однако существует вероятностный подход в описании строения атома.

Де Бройль своими работами положил начало квантовой или волновой механике, описывающей движение микрочастиц. Основой современной теории строения атома явилось квантово-механическое описание атома Шрёдингером.

Электронная орбиталь— одноэлектронная волновая функция в сферически симметричном электрическом поле атомного ядра, задающаяся главным n, орбитальным l и магнитным m квантовыми числами.

Название «орбиталь» (а не орбита) отражает геометрическое представление о движении электрона в атоме; такое особое название отражает тот факт, что движение электрона в атоме описывается законами квантовой механики и отличается от классического движения по траектории. Совокупность атомных орбиталей с одинаковым значением главного квантового числа n составляют одну электронную оболочку.

9. Главное квантовое число. Физический смысл и принимаемые значения, энергетические уровни электрона.

Главное (радиальное) квантовое число — целое число, обозначающее номер энергетического уровня. Характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. Является первым в ряду квантовых чисел, который включает в себя главное, орбитальное и магнитное квантовые числа, а также спин. Эти четыре квантовых числа определяют уникальное состояние электрона в атоме (его волновую функцию). Главное квантовое число обозначается как n. При увеличении главного квантового числа возрастает энергия электрона. Максимальное возможное значение главного квантового числа для электронов атома элемента равно номеру периода элемента.

Наибольшее число электронов на энергетическом уровне с учётом спина электрона определяется по формуле

2 часть неизвестна!

1. Орбитальное квантовое число. Физический смысл и принимаемые значения. Энергетические подуровни.

Орбитальное квантовое число — в квантовой физике квантовое число ℓ, определяющее форму распределения амплитуды волновой функции электрона в атоме, то есть форму электронного облака. Характеризует число плоских узловых поверхностей. Определяет подуровень энергетического уровня, задаваемого главным (радиальным) квантовым числом n и может принимать значения

Является собственным значением оператора орбитального момента электрона, отличающегося от момента количества движения электрона j лишь на оператор спина s:

Разность орбитального квантового числа и квантового числа полного момента не превосходит, по абсолютной величине,

Энергетический подуровень — совокупность орбиталей с одинаковыми значениями главного и орбитального квантовых чисел. Энергетический подуровень обозначается латинскими буквами: s, p, d, f и т. д.