- •1. Фотоэффект.
- •2. Эффект Комптона.
- •3. Поляризация фотонов. Интерференция фотонов.
- •4. Дифракция рентген-х лучей в кристаллах. Методы исслед дифракции: способы Лауэ, Брэгга и Дебая-Шерера.
- •5 . Эффект Рамзауэра – Таунсенда.
- •6.Понятие волн де Бройля. Уравнения де Бройля. Эксперименты по волновой природе элементарных частиц
- •Эксперименты по волновой природе элементарных частиц.
- •7. Законы излучения абсолютно черного тела, формула Планка.
- •8. Опыт Франка-Герца. Атомные спектры.
- •9 . Опыты Резерфорда Ядерная модель атома.
- •10. Постулаты Бора...
- •11. Спектральн. Линии. Изотопический сдвиг спектр. Линий.
- •13. Постулаты квантовой механики и описание динамических переменных с помощью операторов.
- •14. Квантовомеханические операторы, их свойства, собственные значения и собственные функции.
- •15. Условие одновременной измеримости различных динамических переменных. Соотношение неопределенностей.
- •16. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме с абсолютно непроницаемыми стенками.
- •17.Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме конечной глубины
- •1 8.Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер(туннельный эффект)
- •19. Контактная разность потенциалов, эффект холодной эмиссии электронов, альфа – распад.
- •20. Уравнение Шредингера для атома водорода, собственные значения и собственные функции угловой части.
- •21. Атом водорода, собственное значение и собственная ф-я радиальной части ур-я Шредингера
- •22. Уравнение Шредингера для атомов щелочных метало, собственные значения и энергии.
- •23. Спектральные серии щелочных атомов, правила отбора
- •24. Дублетный характер спектров щелочных металлов. Спин эл-на, спин-орбитальное взаимодействие.
- •25. Маг и мех моменты электрона. Правило квантования.
- •26. Маг и мех момент атома. Векторная модель атома. Jj и l-s связь…
- •27.Эффект Зеемана.
- •28.Эффект Пашена-Бака.
- •31.Электронные конфигурации, принципы заполнения электронных оболочек атомов, правило Хунда.
- •32. Рентгеновские спектры.
22. Уравнение Шредингера для атомов щелочных метало, собственные значения и энергии.
Д ля атома водорода нахождение уровней энергий является несложной аналитической задачей. Если в атоме существуют несколько электронов, то решение уравнения Шредингера существенно усложняется. В настоящее время ни точного аналитического, ни точного численного решения ещё не получено. Существуют лишь приближённые решения. Щелочные металлы в таблице Менделеева следуют за благородными газами, то есть их атомы содержат на один электрон больше, чем атомы инертных газов. Поэтому эти металлы легко ионизировать. Энергетическое строение атомов щелочных металлов близко к строению атома водорода. Если атом щелочного металла имеет Z электронов, то Z-1 электрон образуют структуру, схожую с атомом инертного газа, называемую атомным остовом. Связь последнего электрона с остовом слабая, поэтому можно считать, что валентный электрон движется в эффективном поле атомного остова. Однако валентный электрон деформирует оболочку и искажает потенциальное поле кулоновских сил, в котором сам же и двигается. Поэтому потенциальная энергия валентного электрона моет быть представлена в виде: . Здесь слагаемые со степенью -2 и выше образуют поправку на влияние на искажение поля электроном. Ограничимся поправкой пропорциональной 1/r2. Тогда уравнение Шредингера для радиальной части волновой функции примет вид: . Данное уравнение будет полностью совпадать с уравнением Шредингера, которое мы уже решили, если положить . Раскрыв скобки и решив полученное квадратное уравнение относительно l’, получим: ; . Здесь l’ должно быть больше нуля, иначе угловая часть волновой функции будет бесконечна. Тогда . Так как электрон не очень сильно искажает кулоновское поле, то в подкоренном выражении можно разложить в ряд второе слагаемое, так как оно гораздо меньше единицы. Ограничимся только первым слагаемым: . Тогда . Размерность C1 – метр. , но – радиус первой боровской орбиты. Тогда . Здесь – среднее расстояние от ядра до ближайшего электрона имеет порядок 10-11м. Таким образом, поправка действительно мала. Тогда для атома щелочного металла главное квантовое число будет: . Введём обозначение: . Следовательно, . Тогда выражение для уровней энергии щелочного металла примет вид: , где , а Z – заряд ядра.
Рассмотрим энергетическую структуру Li. Литий – щелочной металл. В таблице Менделеева он идёт сразу за инертным газом гелием, поэтому имеет соответственно на один электрон больше, чем He. Литий обладает тремя электронами, два из которых образуют вместе с ядром устойчивую структуру, – атомный остов, а на внешнем энергетическом уровне расположен лишь один валентный электрон. Главное квантовое число лития в основном состоянии равно двум: n=2; основное состояние – 2S. Рассмотрим главное квантовое число: . Тогда, если k=0, то .Тогда l в состоянии 2S равно 0, но из последней формулы следует, что l может быть также равно 1. Это даёт состояние 2p. Энергия в этом состоянии больше, чем для случая j=0, так как , здесь меньше нуля. Очевидно, что для n=2 , поэтому состояние 2d невозможно. Невозможны также состояния 2f и 3f. Переходы между различными состояниями осуществляются по правилам отбора: в атоме возможны только те оптические переходы, в которых дипольный момент перехода не равен нулю. Под дипольным моментом D понимают переход между квантовыми уровнями с числами m и n: , где rm,rn –
Правило отбора: принимает любое значение, а – только . В соответствии с данным правилом, для лития существует переход из 2Sв p состояния. Такой переход называют главным, а спектральные линии, полученные при таком переходе – главной серией: . Для лития: . Не запрещённые правилами отбора переходы , дают группу спектральных линий, соответствующую этим переходам, которую называют резкой серией. Не запрещены также переходы . Для лития n=2; для натрия n=3. Данные переходы образуют диффузную серию.