Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика. Физика элементарных частиц. Кузнецов С.И. - 86 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

86
того, что спины являются фундаментальной характеристикой микрочас-
тиц.
8.2. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме
по состояниям
Если тождественные частицы имеют одинаковые квантовые числа,
то их волновая функция симметрична относительно перестановки час-
тиц. Отсюда следует, что два одинаковых фермиона, входящих в одну
систему, не могут находиться в одинаковых состояниях, т.к. для фер-
мионов волновая функция должна быть антисимметричной. Обобщая
опытные данные, В. Паули сформировал
принцип исключения, соглас-
но которому
системы фермионов встречаются в природе только в
состояниях, описываемых антисимметричными волновыми функциями
(квантово-механическая формулировка принципа Паули).
Паули Вольфганг (1900–1958) – физик-теоретик. Работы
относятся ко многим разделам современной теоретической физи-
ки, в развитии которых он принимал непосредственное участие, в
частности квантовой механике, квантовой электродинамике, тео-
рии относительности, квантовой теории поля, ядерной физике,
физике элементарных частиц.
Из этого положения вытекает более простая фор-
мулировка принципа Паули, которая и была введена им
в квантовую теорию (1925 г.) еще до построения квантовой механики:
в
системе одинаковых фермионов
любые два из них не могут одновре-
менно находиться в одном и том же состоянии
. Отметим, что число
одинаковых бозонов, находящихся в одном и том же состоянии, не ли-
митируется.
Напомним, что состояние электрона в атоме однозначно определя-
ется набором
четырех квантовых чисел:
• главного n
(
)
...,,,, MNLKn = ;
•
орбитального l
()
...,,,, fdpsl = , обычно эти состояния обознача-
ют 1s, 2d, 3f;
•
магнитного m (
l
m
±
±
±
= ...,2,1,0);
•
магнитного спинового
s
m ( 2/1
±
=
s
m ).
Распределение электронов в атоме происходит по принципу Паули,
который может быть сформулирован для атома в простейшем виде:
в
одном и том же атоме не может быть более одного электрона с
одинаковым набором четырех квантовых чисел: n, l, m ,
s
m :
Z (n, l, m ,
s
m ) = 0 или 1,

Страницы