рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Химия
/
Спин электрона. Спиновое квантовое число.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Спин электрона. Спиновое квантовое число.

Спин электрона. Спиновое квантовое число. - раздел Химия, Теория атома водорода по Бору О. Штерн И В. Герлах, Проводя Прямые Измерения Магнитных Моментов, Обнаружили...

О. Штерн и В. Герлах, проводя прямые измерения магнитных моментов, обнаружили в 1922 году, что узкий пучок атомов водорода, заведомо находящихся в s-состоянии, в неоднородном магнитном поле расщепляются на два пучка. В этом состоянии момент импульса электрона равен нулю. Магнитный момент атома, связанный с орбитальным движением электрона, пропорционален механическому моменту, поэтому он равен нулю, и магнитное поле не должно оказывать влияния на движение атомов водорода в основном состоянии, т. е. расщепления быть не должно. Однако в дальнейшем при применении спектральных приборов с большой разрешающей способностью было доказано, что спектральные линии атома водорода обнаруживают тонкую структуру (являются дублетами) даже в отсутствие магнитного поля.

Для объяснения тонкой структуры спектральных линий, а также ряда других трудностей в атомной физике американские физики Д. Уленбек и С. Гаудсмит предположили, что электрон обладает собственным неуничтожимым механическим моментом импульса, не связанным с движением электрона в пространстве, - спином.

Спин электрона (и всех других микрочастиц) – квантовая величина, у нее нет классического аналога, это внутреннее неотъемлемое свойство электрона, подобное его заряду и массе.

Если электрону приписывается собственный механический момент импульса (спин) L_s, то ему соответствует собственный магнитный момент p_ms. Согласно общим выводам квантовой механики, спин квантуется по закону

L_s = ,

где s – спиновое квантовое число.

По аналогии с орбитальным моментом импульса, проекция L_sz спина квантуется так, что вектор L_s может принимать 2s + 1 ориентаций. Так как в опятах Штерна и Герлаха наблюдались только две ориентации, то 2s + 1 = 2, откуда s = ½. Проекция спина на направление внешнего магнитного поля, являясь квантованной величиной, определяется выражением, аналогичным (3.8):

uде m_s – магнитное спиновое квантовое число; оно может иметь только два значения m_s = ±1/2.

Таким образом, опытные данные привели к необходимости характеризовать электроны (и микрочастицы вообще) добавочной внутренней степенью свободы. Поэтому для полного описания состояния электрона в атоме необходимо наряду с главным, орбитальным и магнитным квантовыми числами задавать еще магнитное спиновое квантовое число.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Теория атома водорода по Бору

Элементы квантовой механики Корпускулярно волновой дуализм свойств... Общее уравнение Шредингера Уравнение... Элементы современной физики атомов и молекул Атом водорода...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Спин электрона. Спиновое квантовое число.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Модель атома Томсона и Резерфорда
Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах вещества возникло еще в античные времена (Демокрит, Эпикур, Лукреций). В средние века учение об атомах, будучи материалистическим, не смогл

Линейчатый спектр атома водорода.
Исследования спектров излучения разреженных газов (т. е. спектров излучения отдельных атомов) показали, что каждому газу присущ определенный линейчатый спектр, состоящий из отдельных спектральных л

Постулаты Бора.
Первая попытка построить качественно новую – квантовую – теорию атома была предпринята в 1913 г. датским физиком Нильсом Бором. Он поставил перед собой цель связать в единое целое эмпирические зако

Опыты Франка и Герца.
Изучая методом задерживающего потенциала столкновения электронов с атомами газов, Д. Франк и

Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества.
Французский ученый Луи де Бройль, осознавая существующую в природе симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул в 1923 г. гипотезу об универса

Соотношение неопределенностей.
Согласно двойственной корпускулярно-волновой природе частиц вещества, для описания микрочастиц используются то волновые, то корпускулярные представления. Поэтому приписывать им все свойства частиц

Волновая функция и ее статистический смысл.
Экспериментальное подтверждение идеи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма, ограниченность применения классической механики к микрообъектам, а также противоречие целого ряда

Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
Статистическое толкование волн де Бройля и соотношение неопределенностей Гейзенберга привели к выводу, что уравнением движения в квантовой механике, описывающим движение микрочастиц в различных сил

Атом водорода в квантовой механике.
Решение задачи об энергетических уровнях электрона для атома водорода (а также водородоподобных систем: иона гелия He+, двукратно ионизированного лития Li++ и др.) сводится к

Фермионы и бозоны.
Если перейти от рассмотрения движения одной микрочастицы (одного электрона) к многоэлектронным системам, то проявляются особые свойства, не имеющие аналога в классической физике. Пусть квантово-мех

Распределение электронов в атоме по состояниям.
Если тождественные частицы имеют одинаковые квантовые числа, то их волновая функция симметрична относительно перестановки чисел. Отсюда следует, что два одинаковых фермиона, входящих в одну систему

Размер, состав и заряд атомного ядра. Массовое и зарядовое числа.
Э. Резерфорд, исследуя прохождение a-частиц с энергией в несколько мегаэлектрон-вольт через тонкие пленки золота, пришел к выводу о том, что атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающ

Дефект массы и энергия связи.
Исследования показывают, что атомные ядра являются устойчивыми образованиями. Это означает, что в ядре между нуклонами существует определенная связь. Массу ядер очень точно можно определит

Систематика элементарных частиц
Бозоны и фермионы.Все частицы (включая и неэлементарные и так называемые квазичастицы) подразделяют на бозоны и фермионы. Бозоны – это частицы с нулевым или целочисле

Античастицы
Частицы и античастицы.Существование античастиц является универсальным свойством элементарных частиц. Каждой частице соответствует своя античастица: например, электрону e-

Законы сохранения
Роль законов сохранения.Законы сохранения играют особо важную роль в физике элементарных частиц. Это обусловлено двумя обстоятельствами. 1. Они не только ограничивают посл

Изотопический спин.
Оказывается, что сильно взаимодействующие частицы (адроны), весьма близкие по своим физическим свойствам, можно разбить на группы, называемые изотопическими мультиплетами (дублеты, триплеты

Кварковая модель адронов
Кварки.Большое разнообразие адронов заставило усомниться в их «элементарности» и побудило к поиску более фундаментальных, первичных частиц, из которых они могли бы быть построены.