Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 73 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

73
Орбитальный момент импульса электрона в конечном состоянии L
2
определится:
hh 6122
2
=+= )(L =2,57⋅10
-19
Дж⋅с.
Следовательно, изменение орбитального момента импульса электрона
∆
L=2,57⋅10
-19
Дж⋅с.
Ответ:
∆
L=2,57⋅10
-19
Дж⋅с.
2. Физика твердого тела
Пример 2.1
Вычислить энергию Ферми E
F
для меди при Т=0 К, учитывая, что на один
атом меди приходится один свободный электрон ( N
1
=1). Плотность меди
ρ=8,9⋅10
3
кг/м
3
, молярная масса M=64⋅10
-3
кг/моль.
Дано:
ρ=8,9⋅10
3
кг/м
3
, молярная масса M=64⋅10
-3
кг/моль.
Найти:
E
F
= ?
Решение
Зависимость энергии Ферми Е
F
при T =0 К в от концентрации свободных
электронов n определяется следующим выражением:
( )
2
2
2
3
3
2
F
En
m
π=
⋅
h
, (2.1.1)
где m – масса электрона; ћ – постоянная Планка.
Полагая, что число свободных электронов равно числу атомов меди (N
1
=1),
найдём концентрацию свободных электронов. По определению концентрация
атомов есть число атомов в единице объема:
V
N
n = , где число атомов N
определится
A
N
M
m
N = ,
где N
A
=6,02⋅10
-23
моль
-1
– число Авогадро – число молекул ( атомов) в одном
моле вещества.
Тогда концентрация свободных электронов определится
A
A
N
m
MVM
ρ
== . (2.1.2)
В том случае, если на один атом вещества будет приходиться N
1
свободных
электронов, то формула (2.1.2) примет вид
1
NN
M
n
A
ρ
= .
Подставляя формулу (2.1.2) в выражение (2.1.1), получим: 
    Орбитальный момент импульса электрона в конечном состоянии L2
определится:
                    L2 = h 2( 2 + 1 ) = 6h =2,57⋅10-19 Дж⋅с.
Следовательно, изменение орбитального момента импульса электрона
∆L=2,57⋅10-19 Дж⋅с.
    Ответ: ∆L=2,57⋅10-19 Дж⋅с.




                        2. Физика твердого тела

    Пример 2.1
    Вычислить энергию Ферми EF для меди при Т=0 К, учитывая, что на один
атом меди приходится один свободный электрон ( N1=1). Плотность меди
ρ=8,9⋅103 кг/м3, молярная масса M=64⋅10-3 кг/моль.
    Дано: ρ=8,9⋅103 кг/м3, молярная масса M=64⋅10-3 кг/моль.
    Найти: EF = ?

    Решение
    Зависимость энергии Ферми ЕF при T =0 К в от концентрации свободных
электронов n определяется следующим выражением:
                                       h2
                                          (        )
                                                       2
                              EnF =         3π 2           3
                                                               ,        (2.1.1)
                                      2⋅m
где m – масса электрона; ћ – постоянная Планка.
     Полагая, что число свободных электронов равно числу атомов меди (N1=1),
найдём концентрацию свободных электронов. По определению концентрация
                                                    N
атомов есть число атомов в единице объема: n = , где число атомов N
                                                   V
                  m
определится N =     NA,
                  M
где NA=6,02⋅10-23 моль-1 – число Авогадро – число молекул ( атомов) в одном
моле вещества.
Тогда концентрация свободных электронов определится
                                  m NA       ρ
                              nN==                 A   .           (2.1.2)
                                  MVM
В том случае, если на один атом вещества будет приходиться N1 свободных
электронов, то формула (2.1.2) примет вид
                                     ρ
                                 n=    N A N1 .
                                    M
Подставляя формулу (2.1.2) в выражение (2.1.1), получим:


                                        73

Страницы