Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика. Физика элементарных частиц. Кузнецов С.И. - 71 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Тема 7. ВОДОРОДОПОДОБНЫЕ СИСТЕМЫ

В КВАНТОВОЙ МЕХАНИКЕ

7.1. Квантово-механическая картина строения атома

7.2. Квантовые числа

7.3. Пространственное квантование

7.4. Спин электрона. Опыт Штерна и Герлаха

7.1. Квантово-механическая картина строения атома

В теме 6 мы обсуждали ограниченность боровской теории строения

атома. Рассмотрим теперь квантово-механическую теорию атомов, го-

раздо более полную, чем старая теория Бора. Она сохраняет некоторые

аспекты старой теории. Например, электроны могут находиться в атоме

только в дискретных состояниях с определенной энергией; при перехо-

де электрона из одного состояния в другое

испускается (или поглощает-

ся) фотон. Но квантовая механика – не просто обобщение теории Бора.

Она представляет собой гораздо более глубокую теорию и рисует со-

вершенно иную картину строения атома. Согласно квантовой механике,

не существует определенных круговых орбит электронов, как в тео-

рии Бора. В силу волновой природы электрон «размазан» в простран

стве, подобно «облаку» отрицательного заряда.

Размеры и форму электронного облака для основного состояния

атома можно вычислить по формуле:

)(Ψ

−

= (7.1.1)

где Ψ(r) – волновая функция положения, зависящая от расстояния r до

центра.

Постоянная r

совпадает с радиусом первой боровской орбиты.

Следовательно, электронное облако в основном состоянии водорода

сферически-симметрично, как показано на рис. 7.1.

Рис. 7.1