Ảnh hưởng của chuyển động hạt nhân đến giá trị của hằng số ryberg

Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Lời cảm ơn Trong suốt thời gian qua bên cạnh nỗ lực thân, em nhận giúp đỡ tận tình thầy cô khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm Hà nội Đặc biệt thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Thụ hướng dẫn em tận tình, chu đáo giúp em hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp Qua đây, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Thụ thầy cô khoa Vật lý Dù thân cố gắng để hoàn thành đề tài khoá luận tốt nghiệp, nhiên lượng thời gian kiến thức thân hạn hẹp; nên đề tài không tránh khỏi thiếu xót Vì vậy, em mong nhận góp ý, bổ sung thầy cô bạn đọc để đề tài em đươc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2007 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đề tài riêng Các số liệu kết trình bày đề tài không trùng với tác giả Người thực Ngô thị ngọc Hà Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà mục lục Lời cảm ơn . Lời cam đoan . Mở đầu . Lý chọn đề tài . Mục đích nghiên cứu . Đối tượng phương pháp nghiên cứu . Chương 1: Hằng số Ryberg theo lý thuyết Bohr 1.1 Công thức balmer số Ryberg 1.2 Cấu trúc nguyên tử Hyđrô ion tương tự theo lý thuyết Bohr 10 1.3 Hằng số Ryberg theo lý thuyết Bohr 16 Chương 2: ảnh hưởng chuyển động hạt nhân lên số Ryberg 2.1 Năng lượng trạng thái dừng nguyên tố hyđrô ion tương tự 19 2.2 Chuyển động hạt nhân số Ryberg 24 Kết luận . 28 Tài liệu tham khảo ..29 Phụ lục .. 30 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Mở đầu Lý chọn đề tài Cùng với phát triển vũ bão tri thức nhân loại vật lý nguyên tử hạt nhân không ngừng lớn mạnh khẳng định vị mình, việc cho đời hàng loạt lý thuyết giới vi mô nguyên tử, phân tử Đầu tiên phải kể đến mẫu nguyên tử hành tinh Rutheford, thuyết Bohr cấu trúc nguyên tử hyđrô ion tương tự, lý thuyết quang phổ lượng nguyên tử, Bài toán cấu trúc nguyên tử hyđrô phổ lượng làm sáng tỏ dần theo bước lên khoa học Đầu tiên, năm 1885 Balmer - nhà toán học người Thụy Sỹ người thiết lập công thức kinh nghiệm xác định xác tất bước sóng dãy phổ thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy phổ nguyên tử hyđrô, ông đưa số R - gọi số Ryberg Về sau, giải phương trình Schrodinger để tìm lượng nguyên tử hyđrô người ta thu kết bất ngờ, công thức xác định lượng trạng thái dừng nguyên tử hyđrô có xuất số, qua đo đạc người ta khẳng định số số Ryberg mà Balmer đưa Như vậy, việc xuất số Ryberg công thức Balmer công thức xác định lượng trạng thái dừng nguyên tử hyđrô chứng tỏ việc xuất số Ryberg ngẫu nhiên mà tồn số thế, tất yếu không thay đổi Sử dụng số Ryberg để tìm bước sóng vạch phổ hay lượng trạng thái dừng làm cho toán đơn giản nhiều việc kiểm tra Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà dễ dàng Tuy nhiên, việc đưa số Ryberg mang tính chất tổng kết thực nghiệm, chưa dựa lý thuyết Năm 1913 - Bohr - nhà vật lý người Đan Mạch, tìm đựơc Ryberg lý thuyết mà ông đưa Nhưng vấn đề đặt nghiên cứu lý thuyết Bohr thực tế khối lượng hạt nhân vô lớn hạt nhân không đứng yên Như vậy, lý thuyết mà Bohr đưa để từ tính toán giá trị số Ryberg không hoàn toàn xác, có sai lệch, nhiệm vụ nhân loại tìm sai lệch Đó lý em chọn đề tài: ảnh hưởng chuyển động hạt nhân đến giá trị số Ryberg Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề tài nhằm hai mục đích sau: Xác định số Ryberg theo lý thuyết Bohr Tìm độ sai lệch giá trị số Ryberg Đối tượng phương pháp nghiên cứu + Đối tượng: Giá trị số Ryberg + Phương pháp: Sử dụng phương pháp phân tích, tư duy, tổng hợp hóa; khái quát hoá để nghiên cứu tài liệu Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Chương Hằng số Ryberg theo lý thuyết Bohr 1.1 Công thức Balmer số Ryberg Cuối thể kỷ XIX, nghiên cứu quang phổ học, người ta thấy bước sóng phổ nguyên tử hợp thành dãy vạch xác định gián đoạn gọi dãy quang phổ Sử dụng máy quang phổ lăng kính với tác nhân nguyên tử hyđrô người ta thu hình ảnh phổ nguyên tử hyđrô Trong vùng ánh sáng nhìn thấy, phổ nguyên tử hyđrô gồm vạch: H (đỏ) có bước sóng lớn rõ 6564A0 H (lam) có bước sóng 4863A0 H (chàm) có bước sóng 4340A0 H (tím) có bước sóng 4102A0 Bước sóng giảm vạch màu xít lại gần cường độ yếu vạch giới hạn H (tím) mà từ không phân biệt vạch riêng biệt lại dải liên tục mờ nhạt - hình H H H H Hình Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Năm 1885, đo bước sóng số vạch quang phổ hyđrô, Balmer nhà toán học người Thuỵ Sỹ nhận thấy rằng, bước sóng số vạch biểu diễn công thức gọi công thức Balmer n2 ; n (1.1) số n nguyên, nhận giá trị n=3, 4, 5, Từ (1.1) ta nhận thấy n tăng giảm, tức vạch nằm xít gần Khi so sánh bước sóng suy từ công thức Balmer bước sóng đo thực nghiệm người ta thu kết cho phép ta nói công thức Balmer công thức phù hợp với thực nghiệm xác vật lý, từ xác định xác tất bước sóng dãy phổ vùng ánh sáng nhìn thấy phổ nguyên tử hyđrô Dãy có tên dãy Balmer Nếu đưa vào khái niệm số sóng S công thức Balmer viết lại sau S A R ; n2 A, R số n nguyên, nhận giá trị n=3, 4, 5, Về sau, Ryberg ý rằng, số A R có mối liên hệ A R ; 22 Như số sóng vạch phổ đựơc diễn tả công thức Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà 1 S R ; n (1.2) số R gọi số Ryberg có giá trị R = 1,096776 107 m-1 (1.2) gọi công thức Balmer, cho phép ta xác định số sóng vạch phổ hyđrô vùng ánh sáng nhìn thấy Với giá trị n thoả mãn (1.2) ứng với vạch dãy phổ Tập hợp vạch thoả mãn (1.2) tạo thành dãy gọi dãy Balmer Ngoài dãy Balmer, người ta tìm thấy dãy phổ khác thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy, với dãy có công thức để tính giá trị bước sóng có dạng tương tự công thức Balmer Trong vùng tử ngoại dãy Lyman với số sóng đựơc xác định 1 S R ; n = 2, 3, 4, n Trong vùng hồng ngoại gần có dãy Pasen với số sóng 1 S R ; n=4, 5, 6, n Trong vùng hồng ngoại xa có hai dãy dãy Bracket dãy Punde với số sóng diễn tả công thức 1 S R ; n = 5, 6, 7, n 1 S R ; n = 6, 7, 8, n Tập hợp tất công thức trên, thống thành dạng chung gọi công thức Balmer tổng quát 1 S R ; ni nk (1.3) Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà nk > ni ; ni , nk N+ Trong (1.3) ta giữ nguyên ni, thay đổi nk ta tìm bước sóng vạch phổ thuộc dãy xác định Mỗi giá trị nk ứng với vạch thuộc dãy phổ Mỗi giá trị ni ứng với dãy phổ 1.2 Cấu trúc nguyên tử hyđrô ion tương tự theo lý thuyết Bohr Lý thuyết Bohr cho nguyên tử hyđrô ion tương tự giữ nét chủ yếu mẫu nguyên tử hành tinh, nghĩa thừa nhận điện tử nguyên tử chuyển động xung quanh hạt nhân tác dụng lực Coulomb Tuy nhiên quỹ đạo điện tử mà học cho phép quỹ đạo thực điện tử Những quỹ đạo thực điện tử quỹ đạo ứng với trạng thái dừng Theo Bohr quỹ đạo ứng với trạng thái dừng quỹ đạo mà mômen động lượng L số nguyên lần số Plăng rút gọn L n. (1.4) L mômen động lượng số Plăng rút gọn; = h = 1,05 10-34 J.s n nguyên, nhận giá trị n = 1, 2,3, n gọi số lượng tử Ion tương tự hyđrô ion nguyên tố lại electron He+; Li++; Be+++; Lúc cấu trúc ion tương tự hyđrô gồm hạt nhân mang điện tích +Ze có khối lượng lớn coi đứng yên electron chuyển động tròn xung quanh hạt nhân Khi đó, electron chịu tác dụng lực hút Coulomb từ hạt nhân đóng vai trò lực hướng tâm 10 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà áp dụng định luật II Niutơn cho chuyển động tròn electron: Fc Fht K Z e2 m.v2 r2 r (1.5) Theo điều kiện lượng tử hoá(1.4) ta có: v +Ze L r p ; r L r p.sin(r , p); -e Từ hình vẽ ta có: sin ( r , p ) = sin 900 = Do vậy: L r p m.v.r n 2 2 L m v r ; L2 n m.v = = m.r m.r 2 (1.6) Thay (1.6) vào (1.5) ta có: K Z e2 n = ; r2 m.r n rn K m.Z e2 (1.7) Vậy bán kính quỹ đạo electron ion tương tự hyđrô bị lượng tử hoá Tiếp theo xét tiếp đến lượng trạng thái dừng ion tương tự hyđrô 11 Khoá luận tốt nghiệp Từ (2.3) ta có: Ngô Thị Ngọc Hà Mv12 Ze2 R K 2 b mv22 Ze2 r K 2 b (2.5) Thay (2.5) vào (2.4) ta có: Động hệ là: KZe2 R KZe2 r T ; 2b2 2b2 KZe2 (r R ) KZe2 b ; T 2b2 2b KZe2 T 2b (2.6) Thế tương tác tĩnh điện hạt nhân electron là: KZe2 U b (2.7) Thay (2.6) (2.7) vào (2.1) ta lượng toàn phần: KZe2 KZe2 E ( ); 2b b KZe2 E 2b (2.8) Theo điều kiện lượng tử hoá Bohr ta có: L n Mv1 R mv2 r L n M R m r n ( MR mr ) mv22 m r KZe2 m r Từ (2.3) ta có: r r b 21 (2.9) Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà KZe2 mrb 2 (2.10) Thay (2.10) vào (2.9) ta có: KZe2 n ( MR mr )2 ; mrb 2 ( MR mr )2 n b mr KZe2 (2.11) Vì hạt nhân electron chuyển động quanh khối tâm nên ta có: MR mr MR mr rc mm Về độ lớn MR mr (2.12) Ta lại có: b R r ; Mb MR Mr mr Mr ( M m)r ; r Mb Mm (2.13) Từ (2.11) M R m2r ( MR mr )2 M m ; mr mr m2 r m2 r ( MR mr )2 M m 3 M m m r = ; mr mr mM 2 2 Mm n b m r KZe2 mM 3 Thay (2.13) Vào (2.14) ta tìm b 22 (2.14) Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà 2 2 Mb M m n b m ; KZe2 M m mM Mmb3 n b ; M m KZe2 n2 ( M m) b Thay vào (2.8) ta tìm lượng toàn phần: KZe2 mM KZe2 KZe2 En ; 2 2b n ( M m) KZe2 mM K Z 2e4 m En 2n2 m M (2.15) Vậy lượng trạng thái dừng ion tương tự hyđrô bị lượng tử hoá So sánh (2.15) với biểu thức lượng trạng thái dừng ion tương tự hyđrô chưa kể đến chuyển động hạt nhân K mZ e En ; 2n2 Ta thấy lượng trạng thái dừng ion tương tự hyđrô kể đến chuyển động hạt nhân tăng lên so với hạt nhân đứng yên, điều tất yếu lượng toàn phần có mặt động hạt nhân Khi ứng với nguyên tử hyđrô lượng trạng thái dừng xác định theo (2.15) Khi hạt nhân coi có khối lượng lớn vô so với khối lượng electron đứng yên, tức M m M 23 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà K me Khi đó: En En Trùng với kết theo lý thuyết Bohr 2n2 2.2 Chuyển động hạt nhân số Ryberg Theo tiên đề Bohr ta có: c c.S S Ek Ei ; h Ek Ei h.c (2.17) Thay (2.15) vào (2.17) ta có: K Z 2e4 m K Ze m S h.c nk2 m ni2 m M M 2 ; K Z 2e4 m 1 S 3c m ni2 nk2 M K Z 2e4 m Đặt 3c m M (2.18) số Ryberg có tính đến chuyển động hạt nhân Từ biểu thức tính số Ryberg ta có nhận xét sau: Hằng số Ryberg lúc không phụ thuộc vào điện tích hạt nhân, hay nói cách khác không phụ thuộc vào nguyên tử nguyên tố mà xét mà phụ thuộc vào khối lượng hạt nhân nguyên tử, rõ ràng chuyển động hạt nhân gây ảnh hưởng đến giá trị số Ryberg mà tìm 24 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà được, làm giá trị số Ryberg giảm (1 m ) lần so với lúc chưa kể M đến chuyển động hạt nhân ứng với nguyên tử ta có giá trị Lấy (2.18) chia cho (1.20) ta có: K mZ e 1 ; 2 m R c m K mZ e M 3c M R m M Với nguyên tử nguyên tố sai số tương đối m nhận giá M trị khác nhau, khảo sát thay đổi sai số tương đối nguyên tử nguyên tố (xem phụ lục) Dựa số liệu cho giá trị phụ thuộc nguyên tố ta biểu diễn theo nguyên tử số Z nguyên tố hình 25 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà /(.10 4) 0 20 40 60 80 100 120 Z Hình 3: Sai số tương đối nguyên tố Từ đồ thị ta có số nhận xét sau: + Với nguyên tử sai số tương đối số Ryberg khác nhau, tức ảnh hưởng chuyển động hạt nhân đến giá trị số Ryberg cho ta sai số không đồng nguyên tố Cụ thể sau: Khi Z nhỏ (Z=1; 2; 3)thì sai số tương đối biến thiên nhanh, từ 0,544.10-3 đến 0,079.10-3, rõ ràng với nguyên tố nhỏ (như hyđrô) sai số lớn, tức giá trị số Ryberg tìm theo lý thuyết Bohr sai lệch nhiều so với có chuyển động hạt nhân Khi Z tăng sai số tương đối giảm dần Trên đồ thị biểu diễn đường cong 26 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Khi Z lớn (Z > 25) sai số tương đối gần không thay đổi nhận giá trị nhỏ dần Điều chứng tỏ với nguyên tố nặng khối lượng hạt nhân lớn so với khối lượng electron, lúc lý thuyết Bohr áp dụng tốt để tìm số Ryberg + Khi khối lượng hạt nhân nhỏ ảnh hưởng chuyển động thể rõ rệt khối lượng chúng mà lớn 27 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Kết luận Qua trình nghiên cứu đề tài thực mục đích đề tìm số Ryberg thông qua lý thuyết mà Bohr đưa tính sai số tương đối chuyển động hạt nhân gây đến giá trị số Ryberg Khi kể đến yếu tố - chuyển động hạt nhân toán trở nên phức tạp nhiều; toán giá trị số Ryberg chưa dừng lại đó, mà mở nhiều hướng nghiên cứu Trong đề tài trình bày quỹ đạo dừng điện tử quỹ đạo hình tròn Nhưng biết, trường hợp tổng quát, quỹ đạo điện tử chuyển động trường Coulomb hạt nhân đơn quỹ đạo tròn mà quỹ đạo hình elíp Quỹ đạo tròn trường hợp đặc biệt mà Như rõ ràng điều kiện lượng tử Bohr chưa đủ để xác định số quỹ đạo elíp mà học cho phép quỹ đạo ứng với trạng thái dừng Đó vấn đề mà đề tài không đề cập tới Trong thời gian tới đề tài tiếp tục nghiên cứu đến vấn đề mở rộng sau Tuy nhiên, mà đề tài đưa phủ nhận, bước phát triển cao ứng dụng để giải tập, nghiên cứu khoa học dễ dàng chặt chẽ 28 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Tài liệu tham khảo Lê Chân Hùng, Vũ Thanh Khiết (1989), Vật lý nguyên tử hạt nhân, Nxb Giáo dục Phan Văn Thích (1970), Vật lý nguyên tử, Nxb Đại học Trung học chuyên nghiệp A.N Matêev (1980), Cơ học lượng tử Cấu trúc nguyên tử (Bản tiếng việt), Nxb Giáo dục 29 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Phụ lục Nguyên tố Z M (u ) H 1,00794 5,44 He 4,002602 1,37 Li 6,941 0,79 Be 9,012182 0,608 B 10,881 0,504 C 12,011 0,46 N 14,00674 0,39 O 15,9994 0,343 F 18,9984032 0,29 Ne 10 20,1797 0,27 Na 11 22,989768 0,24 Mg 12 24,3050 0,23 Al 13 26,981539 0,2 Si 14 28,0855 0,195 30 (.10 ) Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà P 15 30,973762 0,177 S 16 32,066 0,17 Cl 17 35,4527 0,155 Ar 18 39,948 0,137 K 19 39,0983 0,14 Ca 20 40,078 0,137 Sc 21 44,95591 0,122 Ti 22 47,88 0,114 V 23 50,9415 0,108 Cr 24 51,9961 0,105 Mn 25 54,93805 0,0998 Fe 26 55,847 0,098 Co 27 58,9332 0,093 Ni 28 58,6934 0,0934 Cu 29 63,546 0,0862 Zn 30 65,39 0,084 Ga 31 69,723 0,079 Ge 32 72,61 0,075 As 33 74,92159 0,073 Se 34 78,96 0,0694 31 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Br 35 79,904 0,0686 Kr 36 83,8 0,0654 Rb 37 85,4678 0,064 Sr 38 87,62 0,0625 Y 39 88,90585 0,0616 Zr 40 91,224 0,06 Nb 41 92,90638 0,059 Mo 42 95,94 0,057 Tc 43 97,9072 0,056 Ru 44 101,07 0,0542 Rh 45 102,9055 0,0532 Pd 46 106,4 0,052 Ag 47 107,8682 0,0508 Cd 48 112,411 0,0487 In 49 114,818 0,048 Sn 50 118,710 0,0462 Sb 51 121,757 0,045 Te 52 127,60 0,043 I 53 126,90447 0,0432 Xe 54 131,29 0,0417 32 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Cs 55 132,90543 0,0412 Ba 56 137,327 ,0,4 La 57 138,9055 0,0395 Ce 58 140,115 0,0391 Pr 59 140,90765 0,0389 Nd 60 144,24 0,038 Pm 61 144,9127 0,0378 Sm 62 150,36 0,0364 Eu 63 151,965 0,036 Gd 64 157,25 0,035 Tb 65 158,92534 0,034 Dy 66 162,50 0,0337 Ho 67 164,93032 0,0332 Er 68 167,26 0,0328 Tm 69 168,93421 0,0324 Yb 70 173,04 0,032 Lu 71 174,967 0,0313 Hf 72 178,49 0,0307 Ta 73 180,9479 0,0303 W 74 183,84 0,03 33 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Re 75 186,207 0,0294 Os 76 190,23 0,029 Ir 77 192,22 0,0285 Pt 78 195,08 0,0281 Au 79 196,96654 0,0278 Hg 80 200,59 0,0273 Tl 81 204,3833 0,0268 Pb 82 207,2 0,0264 Bi 83 208,98037 0,0262 Po 84 208,9824 0,0262 At 85 209,9824 0,026 Rn 86 222,0176 0,0247 Fr 87 223,0197 0,0246 Ra 88 226,0254 0,0242 Ac 89 227,0278 0,0241 Th 90 232,0381 0,0236 Pa 91 231,03588 0,0237 U 92 238,0289 0,023 Np 93 237,0282 0,031 Pu 94 244,0642 0,0224 34 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Am 95 243,0614 0,0225 Cm 96 247,0703 0,0222 Bk 97 247,0703 0,0222 Cf 98 251,0796 0,0218 Es 99 252,083 0,0217 FM 100 257,0951 0,0213 Md 101 258,1 0,0212 No 102 259,1009 0,02115 Lr 103 262,11 0,0209 Unq 104 261,11 0,021 Unp 105 262,114 0,0209 Unh 106 263,118 0,0208 Uns 107 262,12 0,0209 Uno 108 265 0,0207 Une 109 266 0,0206 Unn 110 272 0,02015 35 [...]... đạo dừng và hằng số Ryberg khi kể đến chuyển động của hạt nhân 2.1 Năng lượng các trạng thái dừng của nguyên tử hyđrô và các ion tương tự Xét một ion tương tự hyđrô: hạt nhân có khối lượng M, điện tích +Ze; điện tử có khối lượng m, điện tích - e Khi kể đến khối lượng và chuyển động của hạt nhân thì chuyển động của các hạt trong nguyên tử lúc này gồm có chuyển động của hạt nhân và chuyển động của electron;... điện tích của hạt nhân, hay nói cách khác nó không chỉ phụ thuộc vào nguyên tử nguyên tố mà chúng ta xét mà nó còn phụ thuộc vào khối lượng hạt nhân nguyên tử, rõ ràng chuyển động của hạt nhân đã gây ảnh hưởng đến giá trị hằng số Ryberg mà chúng ta tìm 24 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà được, nó làm giá trị của hằng số Ryberg giảm đi (1 m ) lần so với lúc chưa kể M đến chuyển động của hạt nhân ứng... tìm được hằng số Ryberg thông qua lý thuyết mà Bohr đưa ra và tính được sai số tương đối do chuyển động của hạt nhân gây đến giá trị của hằng số Ryberg Khi kể đến yếu tố mới - chuyển động của hạt nhân thì bài toán trở nên phức tạp hơn rất nhiều; nhưng bài toán về giá trị hằng số Ryberg vẫn chưa dừng lại ở đó, mà nó còn mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới Trong đề tài đã trình bày về quỹ đạo dừng của điện... theo nguyên tử số Z của các nguyên tố như hình 3 25 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà 6 /(.10 4) 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 Z Hình 3: Sai số tương đối của các nguyên tố Từ đồ thị ta có một số nhận xét sau: + Với mỗi nguyên tử thì sai số tương đối của hằng số Ryberg là khác nhau, tức là ảnh hưởng của chuyển động hạt nhân đến giá trị của hằng số Ryberg sẽ cho ta những sai số không đồng nhất... một cách chính xác hằng số Ryberg của nguyên tử, tuy nhiên việc tìm ra hằng số Ryberg bằng lý thuyết Bohr chỉ dừng lại ở chỗ trong hệ hạt nhân - electron thì electron chuyển động xung quanh hạt nhân còn hạt nhân thì đứng yên Nhưng trên thực tế, chúng ta biết rằng khối lượng của hạt nhân không phải là vô cùng lớn so với khối lượng của electron và hạt nhân cũng cùng tham gia chuyển động với electron xung... và hạt nhân cùng chuyển động quanh khối tâm chung của hệ Vì vậy, năng lượng của nguyên tử phải gồm động năng của electron; động năng của hạt nhân và thế năng tương tác giữa hạt nhân và electron, ta có: 19 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà E Te Thn U (2.1) Gọi R là khoảng cách từ hạt nhân tới khối tâm chung của hệ, r là khoảng cách từ electron tới khối tâm chung của hệ, b là khoảng cách từ hạt nhân. .. khối tâm chung của hệ và khi đó giá trị của hằng số Ryberg có sự sai lệch và sự sai lệch đó sẽ được nghiên cứu tiếp ở chương sau 18 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc Hà Chương 2: ảnh hưởng của chuyển động hạt nhân lên hằng số Ryberg Khi áp dụng lý thuyết Bohr cho nguyên tử hyđrô và các ion tương tự chúng ta đã thừa nhận rằng hạt nhân nguyên tử có khối lượng vô cùng lớn so với khối lượng của electron... thì sai số tương đối gần như không thay đổi và nó nhận giá trị nhỏ dần Điều này chứng tỏ với các nguyên tố nặng thì khối lượng của hạt nhân càng lớn so với khối lượng của electron, lúc này lý thuyết Bohr áp dụng khá tốt để tìm hằng số Ryberg + Khi khối lượng hạt nhân còn nhỏ thì ảnh hưởng của chuyển động của nó thể hiện rõ rệt hơn khi khối lượng của chúng mà lớn 27 Khoá luận tốt nghiệp Ngô Thị Ngọc... Vậy năng lượng các trạng thái dừng của các ion tương tự hyđrô cũng bị lượng tử hoá So sánh (2.15) với biểu thức của năng lượng các trạng thái dừng của các ion tương tự hyđrô khi chưa kể đến chuyển động của hạt nhân K 2 mZ 2 e 4 En ; 2n2 2 Ta thấy năng lượng các trạng thái dừng của các ion tương tự hyđrô khi kể đến chuyển động của hạt nhân tăng lên so với khi hạt nhân đứng yên, điều này là một tất... Theo tiên đề 2 của Bohr ta có: 1 c c.S S Ek Ei ; h 1 Ek Ei h.c (2.17) Thay (2.15) vào (2.17) ta có: K 2 Z 2e4 m 1 K Ze m S h.c 2 nk2 2 1 m 2 ni2 2 1 m M M 2 2 4 ; K 2 Z 2e4 m 1 1 S 4 3c 1 m ni2 nk2 M K 2 Z 2e4 m Đặt 4 3c 1 m M (2.18) là hằng số Ryberg khi có tính đến chuyển động của hạt nhân Từ biểu thức tính hằng số Ryberg ta có nhận xét sau: Hằng số Ryberg lúc này ... số Ryberg thông qua lý thuyết mà Bohr đưa tính sai số tương đối chuyển động hạt nhân gây đến giá trị số Ryberg Khi kể đến yếu tố - chuyển động hạt nhân toán trở nên phức tạp nhiều; toán giá trị. .. lượng m, điện tích - e Khi kể đến khối lượng chuyển động hạt nhân chuyển động hạt nguyên tử lúc gồm có chuyển động hạt nhân chuyển động electron; electron hạt nhân chuyển động quanh khối tâm chung... 3: Sai số tương đối nguyên tố Từ đồ thị ta có số nhận xét sau: + Với nguyên tử sai số tương đối số Ryberg khác nhau, tức ảnh hưởng chuyển động hạt nhân đến giá trị số Ryberg cho ta sai số không