
31. Корпускулярно-волновой дуализм
Гипотеза де Бройля – Электрон обладает волновыми свойствами.
Принцип дополнительности – волновые и корпускулярные свойства частицы ни при каких условиях не наблюдаются одновременно; они дополняют друг друга, т. е. дополняют информацию о частице.
Волновые свойства микрочастицы проявляются в явлениях интерференции и дифракции; корпускулярные свойства – в том, что микрочастица всегда действует как единое целое.
Роль наблюдателя – проведение эксперимента (наблюдение за объектом, получение о нем информации) меняет состояние самого объекта..
Соотношение неопределенностей для координаты и импульса – невозможно одновременно точно измерить координату частицы и соответствующую проекцию ее импульса; частица не может одновременно иметь точных значений координаты и соответствующей проекции импульса.
Соотношение неопределенностей для энергии и времени – неопределенность энергии частицы в каком-то состоянии обратно пропорциональна среднему времени нахождения частицы в этом состоянии.
Естественная ширина спектральной линии связана с конечным временем пребывания атома в возбужденном состоянии и соответствующей неопределенностью энергии.
Если полная энергия частицы положительна (частица может двигаться в пространстве неограниченно), то спектр энергий ее стационарных состояний является непрерывным; если полная энергия частицы отрицательна (частица может двигаться только в ограниченной области пространства), то спектр энергий ее стационарных состояний является дискретным.
Соотношения
между волновыми и корпускулярными
характеристиками частицы
.
Фазовая скорость волн де Бройля
.
Групповая скорость волн де Бройля
.
Соотношения неопределенностей для
координаты и импульса
;
;
.
Соотношение неопределенностей для
энергии и времени
.
Естественная ширина спектральной линии
.
Связь волновой функции с вероятностью
.
Условие нормировки для волновой функции
.
Общее уравнение Шредингера
.
Зависимость от времени волновой функции
частицы в стационарном состоянии
.
Уравнение Шредингера для стационарных
состояний
.
.
Стационарная орбита электрона по де Бройлю |
Связь ограниченности движения со спектром энергий |
32. Атом водорода
Первый постулат Бора: Атом может находиться в особых (стационарных) состояниях (электрон может двигаться по особым, стационарным орбитам), в которых он не излучает энергии
Второй постулат Бора: При переходе атома из одного стационарного состояния в другое (при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую) излучается или поглощается квант излучения с энергией, равной разности энергий этих состояний.
Водородоподобный атом: система, состоящая из ядра и одного электрона.
Эффект Зеемана — расщепление спектральных линий во внешнем магнитном поле.
Эффект Штарка — расщепление спектральных линий во внешнем электрическом поле.
Спин — собственный (не связанный с движением по замкнутой траектории) момент импульса микрочастицы.
1.
Уравнение Бора для стационарных орбит
.
2. Уравнение частот Бора
.
3. Зависимость полной энергии электрона
на стационарной орбите от ее номера
.
4. Обобщенная формула Бальмера
.
5. Значения, которые может принимать
главное квантовое число
.
6. Значения, которые может принимать
орбитальное квантовое число
.
7. Орбитальный момент импульса электрона
.
8. Значения, которые может принимать
магнитное квантовое число
.
9. Проекция орбитального момента
импульса электрона на внешнюю ось
.
10. Модуль спина электрона
.
11. Значения, которые может принимать
магнитное спиновое квантовое число
.
12. Проекция спина электрона на внешнюю
ось
.
|
|
|
Схема опыта Резерфорда |
Строение атома по теории Бора |
Спектральные серии излучения атома водорода |