Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

58
Рис.31. Зависимость E,U(r) для атома водорода
Состояния электрона в атоме описывается волновыми функциями
, ,
n l m
ψ
, зависящими от трех квантовых чисел
, ,
n l m
:
• главное квантовое число
n
= 1,2,3,4... определяет слой, в кото-
ром находится электрон. Слои обозначаются буквами
, , , ,...
K L M N
соответственно.
• орбитальное квантовое число
0,1,2,3,...( 1)
l n
характеризует
форму орбиталей слоя и определяет момент импульса электрона
( 1)
L l l
= ⋅ ⋅ +
ℏ
. Орбитали обозначаются буквами
, , , ,...
s p d f
соот-
ветственно. Например,
s
−
орбитали имеют сферическую симмет-
рию,
p
– имеют форму эллипсоида.
• магнитное квантовое число
0, 1, 2,...
m l
= ± ± ±
определяет наклон
орбитали к заданной оси
Z
(проекция момента импульса электро-
на на направление
Z
внешнего магнитного поля
( 0, 1, 2, ..., )
L m m l
= ⋅ = ± ± ±
ℏ
)
Так, например состояния, в которых орбитальное квантовое число
l = 0, описываются сферически симметричными распределениями веро-
ятности. Они называются s-состояниями (1s, 2s, ..., ns, ...). При значени-
ях l > 0 сферическая симметрия электронного облака нарушается. Со-
стояния с l = 1 называются p-состояниями, с l = 2 – D-состояниями и т.д.
На рис. 32 изображены кривые распределения вероятности
ρ(r) = 4·π·r
2
·|Ψ|
2
обнаружения электрона в атоме водорода на различных
расстояниях от ядра в состояниях 1s и 2s (r
1
= 5,29·10
–11
м – радиус пер-
вой боровской орбиты). Как видно из рис. 32, электрон в состоянии 1s
(основное состояние атома водорода) может быть обнаружен на различ-
ных расстояниях от ядра. С наибольшей вероятностью его можно обна-
ружить на расстоянии, равном радиусу r
1
первой боровской орбиты. Ве-
роятность обнаружения электрона в состоянии 2s максимальна на рас-
стоянии r = 4·r
1
от ядра. В обоих случаях атом водорода можно предста-
вить в виде сферически симметричного электронного облака, в центре
которого находится ядро.

Страницы