MỐI QUAN hệ BIỆN CHỨNG GIỮA lý THUYẾT LƯỢNG tử với sự PHÁT TRIỂN kĩ THUẬT đo PHỔ NGUYÊN tử

B GIO DC V O TO TRNG I HC S PHM THNH PH H CH MINH KHOA VT Lí NG TH XUN DIM MI QUAN H BIN CHNG GIA Lí THUYT LNG T VI S PHT TRIN K THUT O PH NGUYấN T LUN VN TT NGHIP I HC Thnh ph H Chớ Minh Nm 2015 B GIO DC V O TO TRNG I HC S PHM THNH PH H CH MINH KHOA VT Lí NG TH XUN DIM MI QUAN H BIN CHNG GIA Lí THUYT LNG T VI S PHT TRIN K THUT O PH NGUYấN T Ngnh: S PHM VT Lí Mó s: 102 NGI HNG DN KHOA HC PGS.TSKH Lấ VN HONG Thnh ph H Chớ Minh Nm 2015 Li cm n cú c nhng kt qu khúa lun ny, tụi xin chõn thnh gi li tri õn sõu sc n thy PGS.TSKH Lờ Vn Hong Thy ó tn tỡnh hng dn v to iu kin tt nht tụi hon thnh khúa lun Tụi xin cm n cỏc thy, cụ t Vt lý lý thuyt ó giỳp tụi vic a nhng nhn xột, gúp ý khúa lun ca tụi c hon thin hn Xin cm n quý thy, cụ Khoa Vt lý, trng i hc S phm thnh ph H Chớ Minh ó truyn th nhng kin thc khoa hc cho tụi sut thi gian tụi hc õy Tụi cng xin cm n gia ỡnh, bn bố luụn quan tõm, ng viờn v khớch l tinh thn cho tụi, giỳp tụi an tõm v trung hon thnh khúa lun Tp H Chớ Minh, ngy 27thỏng nm 2015 ng Th Xuõn Dim Mc lc Trang Trang ph bỡa Li cm n Mc lc .i Danh mc cỏc hỡnh v .iv Danh mc cỏc bng vi Danh mc cỏc hng s vt lý vii M u Chng Tng quan lch s hỡnh thnh v phỏt trin C hc lng t 1.1 Ph bc x vt en v lý thuyt Planck 1.2 Hin tng quang in v lý thuyt Einstein 1.3 Quang ph vch nguyờn t hydro v lý thuyt Bohr Sommerfeld 11 1.4 Gi thuyt lng tớnh súng htde Broglie 15 1.5 Phng trỡnh Schrửdingerv bi toỏn nguyờn t hydro 16 1.6 Nguyờn lý bt nhHeisenberg 19 1.7 Spin Thớ nghim Stern-Gerlach 20 1.8 Lý thuyt nguyờn t hydro t trng ngoi 22 1.9 1.8.1 Hiu ng Stark 22 1.8.2 Hiu ng Zeeman 24 Lý thuyt cu trỳc tinh t ca nguyờn t hydro 25 i 1.9.1 Theo lý thuyt nhiu lon ca Darwin 25 1.9.2 Theo lý thuyt lng t tng i tớnh Dirac 27 1.10 c lng phm vi s dng C hc lng t 29 1.10.1 c lng ranh gii gia vi mụ v v mụ 29 1.10.2 c lng phm vi s dng C hc lng t phi tng i tớnh v tng i tớnh 34 Chng Tng quan lch s phỏt trin k thut o ph nguyờn t 35 2.1 Vi nột v k thut o ph nguyờn t 36 2.2 Quang ph ca vt en 37 2.3 Quang ph ca nguyờn t hydro 40 2.3.1 Vựng ỏnh sỏng kh kin 41 2.3.2 Vựng t ngoi 45 2.3.3 Vựng hng ngoi 47 Quang ph ca nguyờn t hydro cú trng ngoi 57 2.4 2.4.1 Hiu ng Zeeman 57 2.4.2 Hiu ng Stark 58 2.5 Cu trỳc tinh t ca quang ph nguyờn t hydro 59 2.6 Quang ph tia X 63 2.7 Detector photon 66 2.7.1 T bo quang in 67 2.7.2 Nhõn quang in 67 2.7.3 Photodiode 68 ii Chng Mi quan h bin chng gia s phỏt trin k thut o ph nguyờn t v s phỏt trin C hc lng t 69 3.1 Thc nghim v quang ph vt en em n s hỡnh thnh C hc lng t 70 3.2 S phỏt trin C hc lng t v thc nghim v quang ph nguyờn t hydro 71 3.3 Quang ph tia X quỏ trỡnh phỏt trin C hc lng t 80 3.4 Hiu ng quang in thỳc y s phỏt trin k thut o ph nguyờn t 83 Kt lun 85 Hng phỏt trin 86 Ti liu tham kho 87 iii Danh mc cỏchỡnh v Trang Chng Hỡnh 1.1 S kho sỏt hin tng quang in Hỡnh 1.2 Quang ph vch hp th v phỏt x ca nguyờn t hydro 11 Hỡnh 1.3 Mụ hỡnh thớ nghim Stern Gerlach 21 Hỡnh 1.4 Mụ hỡnh thớ nghim Einstein de Haas 22 Chng Hỡnh 2.1 Mụ hỡnh chung cho cỏc phộp o ph nguyờn t 36 Hỡnh 2.2 Mụ hỡnh ca mt mỏy quang ph 37 Hỡnh 2.3 Mụ hỡnh o quang ph vt en 38 Hỡnh 2.4 Ph phõn b cng bc x ca vt en 39 Hỡnh 2.5 Ph Mt Tri vi cỏc vch Fraunhofer 41 Hỡnh 2.6 Ph Mt tri vi cỏc nguyờn t to 42 Hỡnh 2.7 Ngun sỏng thớ nghim ca ngstrửm 43 Hỡnh 2.8 Vũng trũn Rowland 47 Hỡnh 2.9 Mụ hỡnh o bc súng vựng hng ngoi ca Paschen 48 Hỡnh 2.10 S o bc súng ca Brackett 50 Hỡnh 2.11 Mỏy n sc Wadworth 51 Hỡnh 2.12 Cỏc vch m Brackett o c 51 Hỡnh 2.13 Mụ hỡnh o ph ca Pfund 53 Hỡnh 2.14 Cc i cú bc súng m Pfund o c 53 Hỡnh 2.15 Mụ hỡnh thit k ng phúng in t Geissler v khe h Hopfield 55 Hỡnh 2.16 Vch Humphrey - c quan sỏt nhng iu kin tt nht 56 iv Hỡnh 2.17 Cỏc vch Humphreys xỏc nh c 56 Hỡnh 2.18 Mụ hỡnh quan sỏt hiu ng Zeeman 58 Hỡnh 2.19 Thớ nghim quan sỏt hiu ng Stark 59 Hỡnh 2.20 Cu trỳc tinh t ca vch H quan sỏt vo nm 1935 60 Hỡnh 2.21 Mụ hỡnh thớ nghim o cu trỳc tinh t ca nguyờn t hydro 60 Hỡnh 2.22 Mt ct ca b mỏy 61 Hỡnh 2.23 Cỏc mc nng lng ca cu trỳc tinh t chu s tỏch vch Zeeman 62 Hỡnh 2.24 Mụ hỡnh nhiu x tia X trờn tinh th 64 Hỡnh 2.25 Mụ hỡnh thớ nghim o quang ph vch ca tia X 65 Hỡnh 2.26 Biu quang ph liờn tc v quang ph vch ca tia X 66 Hỡnh 2.27 Nguyờn tc hot ng ca nhõn quang in 67 Hỡnh 3.1 Mụ hỡnh thớ nghim Franck - Hert 73 Hỡnh 3.2 Kt qu thớ nghim Franck Hertz 74 Chng Hỡnh 3.3 Quỏ trỡnh Bremsstrahlung 81 v Danh mc cỏc bng Trang Chng Bng 1.1 So sỏnh cỏc lý thuyt v cu trỳc tinh t 29 Chng Bng 2.1 So sỏnh sai lch bc súng ca bn vch hydro gia kt qu m ngstrửm o c v tớnh toỏn [35] 44 Bng 2.2 So sỏnh s sai khỏc bc súng ca hai vch hydro m Paschen quan sỏt c v theo tớnh toỏn t cụng thc ca Rydberg [39] 49 Bng 2.3 Bc súng ca ba vch dóy Paschen cú c quan sỏt v tớnh toỏn [9] 52 Bng 2.4 Bc súng ca cỏc vch u tiờn ca cỏc dóy v s chuyn mc ca chỳng 57 vi Danh mc cỏc hng s vt lý Hng s Giỏ tr Tờn gi h 6.626 ì 1034 J s Hng s Planck 1.055 ì 1034 J s Hng s Dirac c 2.999 ì 108 m s Vn tc ỏnh sỏng chõn khụng kB 1.381ì 1023 J K Hng s Boltzman c 2.426 ì 1012 m Bc súng Compton RH 1.097 ì 107 m Hng s Rydberg e 1.602 ì 1019 C in tớch electron me 9.109 ì 1031 kg Khi lng electron 137 Hng s cu trỳc tinh t a0 5.292 ì 1011 m Bỏn kớnh Bohr EHartree 27.2 eV Nng lng Hartree 5.670 ì 108 W m K Hng s Stefan Boltzmann àB 9.274 ì 1024 JT Magneton Bohr vii thớ nghim ca Einstein v de Haas xỏc nhn t s t - c m h o c l khụng ging vi lý thuyt ng thi [13] Mt s nh vt lý lý thuyt, ỏng chỳ ý nht l nh vt lý gc o Wolfgang Pauli (1900 1958) ti trng i hc Hamburg, c, ó c gng gii thớch cỏc kt qu ú Nm 1924, Pauli xut rng t tớnh ca mt electron khụng ch thu c t chuyn ng qu o ca nú ging nh mt hnh tinh quay xung quanh Mt tri, m cũn t spin hay chuyn ng quay xung quanh trc riờng ca nú[29] Nm 1925, lý thuyt y v spin ó c Uhlenbeck v Goudsmit a nhm gii thớch kt qu thớ nghim ca Stern v Gerlach Khỏm phỏ ca Uhlenbeck v Goudsmit ó giỳp cỏc nh vt lý gii thớch c khụng ch thớ nghim ca Einstein v de Haas m cũn gii thớch c c hiu ng Zeeman d thng T ú, cỏc nh vt lý xõy dng c lý thuyt lng t y v cu trỳc nguyờn t ú cú a thờm s lng t th t s lng t spin [41, 13] Hiu ng Zeeman d thng ó thỳc y C hc lng t phỏt trin thờm mt bc na Nu nh cỏc lý thuyt lng t trc u cú th gii thớch mt cỏch bỏn c in bi cỏc lý thuyt tin lng t thỡ khỏi nim spin li l mt khỏi nim thun tỳy lng t Ch kho sỏt cu trỳc ca nguyờn t, cỏc nh vt lý mi nhỡn thy c cỏc hiu ng spin gõy Hiu ng Zeeman d thng xut hin ũi hi khỏi nim spin phi i theo l tt nhiờn ca quy lut phỏt trin vt lý hc.Nhng thớ nghim ca Stern Gerlach v ca Einstein de Haas l nhng cht xỳc tỏc quan trng khỏi nim spin i v lý thuyt v spin c xõy dng Nh vy, gia Quang ph hc nguyờn t v C hc lng t cú mt mi quan h nht nh v cng c khng nh hn bi s i ca khỏi nim spin [41, 13] 77 Cu trỳc tinh t ca nguyờn t hydro v s i ca C hc lng t tng i tớnh Trc lý thuyt Bohr i 26 nm, cỏc vch Balmer ó c Michelson phỏt hin khụng phi l cỏc vch n thun tỳy di nhng dng c cú phõn gii cao Nm 1916, Sommerfeld ó phỏc tho mt lý thuyt cho cu trỳc tinh t ca cỏc vch Balmer ễng chỳ ý n s thay i tng i tớnh ca lng so vi tc s dn n thay i nng lng ca qu o Ngoi ra, gúp phn gii thớch hiu ng Stark v hiu ng Zeeman, Sommerfeld cũn gi thit rng cỏc qu o dng khụng phi l cỏc qu o trũn nh gi thit ca Bohr Sommerfeld ó thay iu kin lng t húa qu o ca Bohr bng iu kin lng t húa Wilson Sommerfeld v gii bi toỏn nguyờn t hydro da vo cỏc gi thit trờn Kt qu m Sommerfeld thu c l cu trỳc tinh t ca nguyờn t hydro v lý thuyt ca Bohr l mt xp x phi tng i tớnh Khụng nhng th, Sommerfeld cũn gii thớch c hiu ng Stark da vo lý thuyt ca mỡnh Tuy nhiờn, lý thuyt ca Sommerfeld v cu trỳc tinh t cú mt s sai lch nht nh Nhng sai lch ny ch c khc phc sau C hc lng t tng i tớnh i [28] Nm 1928, Dirac a lý thuyt tng i tớnh hon chnh v C hc lng t sau khc phc c mt s nhc im lý thuyt ca Klein v Gordon trc ú Ngay lp tc, nm ú, Darwin da vo lý thuyt ca Dirac khai trin xp x tng i tớnh n bc nht Lý thuyt ca Darwin thc cht l lý thuyt caSchrửdinger tớnh thờm mt s hiu ng tng tỏc bờn nguyờn t di dng cỏc b chớnh bc mt ca lý thuyt nhiu lon Lý thuyt ca Darwin gii thớch tt nhng d liu thc nghim v cu trỳc tinh t ca nguyờn t hydro nhng ch l mt lý thuyt xp x Sau ú vi thỏng, Gordon ó gii chớnh xỏc phng trỡnh Dirac cho bi toỏn nguyờn t hydro V hỡnh thc, kt qu Gordon thu c ging vi kt 78 qu ca Sommerfeld Tuy nhiờn, kt qu ca Gordon cú nhng khỏc bit nht nh v phự hp vi thc nghim hn kt qu ca Sommerfeld[36, 38] S khụng phự hp ca lý thuyt Dirac c a bi William Houston (1900 1968) v Hsieh(cha rừ nm sinh nm mt) h nghiờn cu v cu trỳc tinh t ca vch nguyờn t hydro vo nm 1934 [14] Nhng phộp o chớnh xỏc hn c thc hin bi William (cha rừ nm sinh nm mt) vo nm 1938 cho phộp nh lng s sai lch[31] Nhng theo ý kin ca cỏc nh quang ph hc thỡ khụng cú s sai lch: lý thuyt Dirac tha hon ho cho ph nguyờn t[28] Nhng hoi nghi ny c lm sỏng t bi thớ nghim súng viba ca Lamb v Retherford vo nm 1945 Vi mc ớch xỏc nh cu trỳc tinh t ca nguyờn t hydro, hai ụng ó phỏt hin lch nng lng rt nh gia hai mc S v P cú cựng j = mc n = , c bit n vi tờn gi dch chuyn Lamb [19] Hot ng lý thuyt phỏt trin mnh m ó cho phộp gii thớch dch chuyn Lamb hon chnh õy chớnh l im u giỳp in ng lc hc lng thỡnh thnh v phỏt trin cho n sau ny Nm 1948, s dng in ng lc hc lng t, Welton ó chng minh c dch chuyn Lamb l hiu ng tỏc dng in t ca chõn khụng lờn electron Ngy nay, vi nhng hiu chnh tip theo bng in ng lc hc lng t, chỳng ta tớnh toỏn c cỏc mc nng lng ca nguyờn t hydro vi chớnh xỏc tuyt vi n 1011 v mt lý thuyt v gii thớch c hon ton cu trỳc tinh t, cu trỳc siờu tinh t v dch chuyn Lamb nguyờn t Cu trỳc tinh t v dch chuyn Lamb l nhng thnh tu ni bt cỏc nh quang ph nguyờn t phỏt trin cỏc phng phỏp quan sỏt cú nhy cc cao Lỳc ny, nhng hiu ng tng i tớnh xut hin ũi hi s i ca cỏc lý thuyt cao cp hn C hc lng t v l tin cho s i ca C hc lng t tng i tớnh 79 v in ng lc hc lng t S nhy vt phỏt trin k thut o ph nguyờn t ó kộo theo bc tin i nhy vt ca C hc lng t v ca nhn thc loi ngi 3.3 Quang ph tia X quỏ trỡnh phỏt trin C hc lng t Khỏm phỏ v tia X ca Rửentgen vo nm 1895 l mt nhng khỏm phỏ ó tng lm cng ng cỏc nh vt lý xụn xao vo cui th k 19 Tia X v bn cht chng ging mt chựm cỏc ht nhng cng chng ging súng Ngay n lý ti li xut hin tia X t i õm cc v tớnh cht ca tia X, cỏc nh vt lý cng khụng th hiu ni[29] Nhng kt qu t thc nghim v tia X cho thy: tia X l súng in t cú bc súng cc ngn nhng di hn mt bc súng gii hn no ú, quang ph ca tia X gm quang ph liờn tc cú quy lut tuõn theo nh lut ca Kramers v quang ph c trng (quang ph vch) cú quy lut tuõn theo cụng thc ca Moseley [18, 26] Nhng lý thuyt tin thõn ca C hc lng t mi cho phộp cỏc nh vt lý hiu c bn cht ca tia X Quang ph liờn tc ch tht s c to electron tỏn x n hi vi ht nhõn bia nh c th hin trongHỡnh 3.3 80 Hỡnh 3.3 Quỏ trỡnh Bremsstrahlung 50 Mt electron cú ng nng ban u T i qua gn ht nhõn, nú s tng tỏc vi ht nhõn theo tng tỏc Coulomb truyn ng lng cho ht nhõn Trong quỏ trỡnh ny, mt phn nng lng ca electron c bin i thnh photon Ht nhõn bia thỡ quỏ nng ú ng yờn Sau va chm, electron cú ng nng T < T Lý thuyt ca Planck v Einstein cho phộp ta tớnh c bc súng ca bc x in t m electron phỏt T ú, ta tỡm c gii hn m phng trỡnh Duane Hunt ó ch t thc nghim tia X Do ú, chỳng ta thy rng C hc lng t a mt cỏch gii thớch d dng v thuyt phc v s tn ti ca gii hn bc súng ngn Electron vo chu nhiu va chm vi ht nhõn bia trc ngng li v mt mt phn nng lng cho nhng va chm Do ú, nhng bc x phỏt hỡnh thnh nờn mt ph liờn tc[29] Vo nm 1913, mt nh vt lý tr ngi Anh tờn l Henry Moseley (1887 1915) ó nghiờn cu nhng c trng ca ph ca mt lng ln cỏc nguyờn t Khỏm phỏ ca Moseley gúp phn kim chng lý thuyt ca Bohr v vch ph nguyờn t v bng tun hon cỏc nguyờn t húa hc [26] Trong lý thuyt Bohr, nng lng ca 50 â Copyright https://www.nde-ed.org 81 electron lp v cú c bi vỡ gi nh rng electron chu nh hng tt c bi ht nhõn Gi nh ny ch ỳng trng hp lp v gm mt electron Trong nguyờn t cú nhiu electron, gi nh ny cn phi thay i Lỳc ny, electron ny s chn nh hng ca ht nhõn n cỏc electron khỏc Hiu ng gim nh hng ca ht nhõn n cỏc electron xung quanh gi l hiu ng chn Nu tớnh n hiu ng chn, s ht nhõn Z phng trỡnh (1.10)c thay th bng ( Z ) Do ú cụng thc(1.10) s tr thnh [29] 1 = RH ( Z ) n f ni (3.1) i chiu cụng thc (3.1) t lý thuyt v cụng thc (2.7) t thc nghim, ta xỏc nh c cỏc hng s h thc Moseley Lý thuyt ca Bohr ỏp dng tt nht vi vch K ph tia X i vi cỏc kim loi nh dựng lm i õm cc nhng khụng phự hp i vi cỏc i õm cc lm t kim loi nng Sai bit ny l Bohr cha tớnh n hiu ng tng i tớnh Nm 1927, vụ tỡnh m hai nh vt lý Davisson v Germer ó thu c nh nhiu x ca chựm in t lờn mng tinh th, v nh tớnh, nh thu c ging nh nhiu x tia X V hai ụng ó dựng lý thuyt nhiu x tia X ca Bragg gii thớch cho hin tng ny[12] Hin tng nhiu x electron m Davisson v Germer thu c l bng chng cho s tn ti ca súng vt cht l de Broglie ó a Lng tớnh súng ht, c s cho C hc lng t, nh ú m ó c chng minh l ỳng n.Khi Laue khng nh tia X l súng in t m theo lng tớnh súng ht de Broglie thỡ tia X phi th hin tớnh cht ht Tớnh cht ht ca tia X c chng t qua thớ nghim tỏn x Compton c ụng thc hin vo nm 1923[29] 82 Nh vy, nhng nghiờn cu v quang ph tia X gúp mt phn khụng nh s hỡnh thnh v phỏt trin C hc lng t vo nhng nm u th k 20 Nhng khỏm phỏ v tia X giỳp cỏc nh thc nghim cú c s kim chng tớnh ỳng n ca cỏc lý thuyt lng t v l c s cỏc nh lý thuyt b sung v phỏt trin C hc lng t 3.4 Hiu ng quang in thỳc y s phỏt trin k thut o ph nguyờn t Vic khỏm phỏ hiu ng quang in cú rt nhiu mi liờn h n s phỏt trin k thut o ph nguyờn t S phỏt trin k thut o ph nguyờn t vo cui thk 19 ó vụ tỡnh gúp phn khỏm phỏ hiu ng quang in Sau ny, cỏc nh thc nghim ó ng dng hiu ng quang in to cỏc detector photon, nõng cao chớnh xỏc cho cỏc k thut o ph nguyờn t Vo cui th k 19, cỏc nh vt lý ó quan sỏt c quang ph nguyờn t Vi mc ớch quan sỏt ph phỏt x ca kim loi, Hertz ó s dng ỏnh sỏng kớch thớch cỏc nguyờn t cỏc tm kim loi v hy vng cỏc nguyờn t phỏt x tr li ph c trng Hertz ó vụ tỡnh phỏt hin cỏc tm kim loi b nhim in, tc l cỏc quang electron b bt tm kim loi Hertz ó tin hnh thớ nghim cn thn v thu c cỏc nh lut quang in Gii thớch hiu ng quang in l c s m Einstein a khỏi nim lng t ỏnh sỏng hay cũn gi l photon Hiu ng quang in l mt nhng nhõn t quan trng gúp phn hỡnh thnh C hc lng t sau ny[3, 29] Khỏm phỏ v gii thớch c hiu ng quang in, cỏc nh vt lý ó ng dng hiu ng ny vo k thut v i sng Trong quỏ trỡnh ci tin k thut o ph nguyờn t, cỏc nh quang ph hc ó ch to cỏc detector photon da trờn c s ca 83 hiu ng quang in Nh cỏc detector photon m cỏc mỏy quang ph tr nờn nhy hn v quang ph nguyờn t cú c nhng bc phỏt trin di n tn bõy gi[4] 84 Kt lun Trong khúa lun ny, vi tờn ti: Mi quan h bin chng gia lý thuyt lng t vi s phỏt trin k thut o ph nguyờn t, tụi ó gii quyt c cỏc mc tiờu ca nghiờn cu ra, vi nhng kt qu c th nh sau: a c cỏc b tc ca vt lý c in vic gii thớch cỏc hiu ng mi v trỡnh by cỏc lý thuyt mi gii quyt cỏc b tc ny Trỡnh by c s phỏt trin C hc súng Gii thiu v k thut o ph nguyờn t Tỡm hiu k thut o ph vt en, nguyờn t hydro, tia X Trỡnh by mi quan h bin chng gia lý thuyt lng t vi k thut o ph nguyờn t c th:thc nghim v quang ph vt en em n s hỡnh thnh C hc lng t, s phỏt trin C hc lng t v thc nghim v quang ph nguyờn t hydro, quang ph tia X quỏ trỡnh phỏt trin C hc lng t v hiu ng quang in thỳc y s phỏt trin k thut o ph nguyờn t c lng ranh gii ca vi mụ v v mụ vo c R ~ 0.529 ì 1010 m , phm vi s dng C hc lng t phi tng i tớnh v tng i tớnh vo c R ~ 2.818 ì 1015 m 85 Hng phỏt trin Cỏc nghiờn cu ca khúa lun cú th c tip tc theo cỏc hng sau: Mi quan h gia lý thuyt C hc lng t v thc nghim vic o ph nguyờn t kim Phõn tớch s k tha v phỏt trin k thut o ph nguyờn t hydro Cu trỳc tinh t lý thuyt v thc nghim o c 86 Ti liu tham kho Ting Vit [1] Hong Dng(1999), Nhp mụn C hc lng t, Nh xut bn Giỏo dc, Vit Nam [2] Kariakin, I v Buxtrụv, N v Kirờờv, X (1978), Sỏch tra cu túm tt v vt lý (dch ting Vit), Nh xut bn Khoa hc v K thut, Vit Nam [3] Lng Duyờn Bỡnh (2007), Vt lý i cng ba, phn mt,Nh xut bn Giỏo dc, Vit Nam [4] Nguyn Th Bỡnh (2006), Quang ph hc thc nghim, Nh xut bn Giỏo dc, Vit Nam [5] V Quang (2009), Bi dng Hc sinh gii Vt lý Trung hc ph thụng Quang hc 2, Nh xut bn Giỏo dc, Vit Nam [6] Landau, L v Kitaigorodxki, A (2001), Vt lý i chỳng (dch ting Vit), Nh xut bn Khoa hc v K thut, Vit Nam Ting Anh [7] ngstrửm, A (1855), Optical Researcher, Philosophical magazine9, pp 11 [8] ngstrửm, A (1862), On the Fraunhofer-lines visible in the Solar Spectrum, Philosophical magazine and Journal of science24 (158), pp 11 [9] Brackett, F (1922), A New Series of Spectrum Lines,Nature109 (2729), pp 209 [10] Condon, E (1959), The Theory of Atomic Spectra, Cambridge University Press, England 87 [11] Darwin, C (1928), The wave equations of the electron, Proceedings of the Royal Society of London Series A118 (780), pp 654 680 [12] Davisson, C (1928), The Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel, Bell System Technical Journal7 (1), pp 90 105 [13] Einstein, A and De Haas, W (1915),Experimental proof of the existence of Amperes molecular currents,Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam, Proceedings 18 (1915), pp 696-711 [14] Houston, W and Hsieh, Y (1934), The Fine Structure of the Balmer Lines, Physical Review45, pp 263 272 [15] Humphreys, C (1953), The sixth series in the spectrum of atomic hydrogen, Journal of Research of the National Bureau of Standards50 (1), pp [16] Jackson, M (2000), Spectrum of Belief Joseph von Fraunhofer and the Craft of Precision Optics, The MIT Press, the United States of America [17] Kirchhoff, G (1860), On the relation between the radiating and absorbing powers of different bodies for light and heat, Philosophical magazine series 420 (130), pp 21 [18] Kramers, H (1923), On the theory of X-ray absorption and of the continuous Xray spectrum, Philosophical Magazine Series 646 (275), pp 836 871 [19] Lamb, W (1955), Nobel Lecture, Nobel Organization, Stockholm Sweden [20] Lifshitz, E M and Berestetskii, V B and Pitaevskii, L P (1979), Quantum electrodynamics (translated into English), Pergamon Press, England 88 [21] Lyman, T (1906), The spectrum of hydrogen in the region of extremely short wavelength, Memoirs of the American Academy of Arts and Sciences13 (3), pp 125 146 [22] Lyman, T (1914), Victor Schumann, The Astrophysical Journal39 (1), pp [23] Lyman, T (1914), An Extension of the Spectrum in the Extreme UltraViolet, Nature93 (2323), pp 241 241 [24] Michelson, A and Morley, E (1887), On a method of making the wave-length of sodium light the actual and practical standard of length, Philosophical Magazine Series 524 (151), pp 427 430 [25] Michelson, A (1899), Radiation in a Magnetic Field, Nature 59 (1532), pp 440 441 [26] Moseley, H (1914), The high frequency spectra of element Part II, Philosophical Magazine Series 527 (160), pp 703 713 [27] Pfund, A (1924), The emission of nitrogen and hydrogen in the infrared, Journal of the Optical Society of American9 (3), pp 193 196 [28] Series, G (1957), Spectrum of atomic hydrogen, Oxford University Press, England [29] Singh, R (2002), Introduction to Modern Physics Volume 1, New age international limited Publishers, India [30] Spedding, F and Shane, C and Grace, N (1935), The Fine Structure of H , Physical Review47 (38), pp 38 44 89 [31] William, R (1938), The Fine Structure of H and D under varying discharge conditions, Physical Review54, pp 558 567 [32] Wollaston, W (1802), A method of examining refractive and dispersive powers, by prismatic reflection, Philosophical Transactions of the Royal Society 92, pp 365 380 [33] Wood, R (1920), An Extension of the Balmer Series of Hydrogen and Spectroscopis Phenomena of Very Long Vacuum Tubes, Proceedings of the Royal Society of London, Series A97 (687), pp 455 470 [34] Zeeman, P (1897), The effect of magnetization on the nature of light emitted by a substance, Nature55 (1424), pp 347 Ting c [35] Balmer, J (1885), Notiz ỹber die Spectrallinien des Wasserstoff, Annalen der Physik261 (5), pp 193 196 [36] Gordon, W (1928), Die Energieniveaus des Wasserstoffatoms nach der Diracschen Quantentheorie des Elektrons, Zeitschrift fỹr Physik A Hadrons and Nuclei48 (1-2), pp 11 14 [37] Heisenberg, W (1927), ĩber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik, Zeitschrift fỹr Physik43 (3-4), pp 172 198 [38] Sommerfeld, A (1916), Zur Quantentheorie der Spektrallinien, Annalen der Physik356 (17), pp 94 [39] Paschen, F (1908), Zur Kenntnis ultraroter Linienspektra I., Annalen der Physik 332 (13), pp 537 570 90 [40] Planck, M (1901), ĩber das Gesetz der Energieverteilung im Normalspektrum,Annalen der Physik309 (3),pp 553563 [41] Uhlenbeck G and Goudsmit S (1925),Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezỹglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons, Die Naturwissenschaften13 (47), pp 953 954 91 [...]... 3: Mối quan hệ biện chứng giữa sự phát triển kĩ thuật đo phổ nguyên tử và sự phát triển lý thuyết lượng tử Chương này gồm bốn phần Phần một phân tích thực nghiệm về quang phổ vật đen đã dẫn đến sự hình thành Cơ học lượng tử Phần hai phân tích mối quan hệ giữa sự phát triển Cơ học lượng tử và thực nghiệm về quang phổ nguyên tử hydro Phần ba phân tích quang phổ tia X trong quá trình phát triển Cơ học lượng. .. thuyết có liên quan đến phổ nguyên tử; − Tìm hiểu vài nét về kĩ thuật đo phổ nguyên tử, đi sâu vào kĩ thuật đo phổ nguyên tử có liên quan đến các lý thuyết trên; − Dựa vào các mốc thời gian, tìm ra các mối quan hệ qua lại lẫn nhau giữa các lý thuyết lượng tử và kĩ thuật đo phổ nguyên tử; − Ước lượng ranh giới giữa vi mô và vĩ mô, phạm vi sử dụng giữa Cơ học lượng tử phi tương đối tính và tương đối... lượng tử vào việc cải thiện các kĩ thuật đo, nâng cao năng suất phân ly, do đó có thể đo đạc được các vùng bước sóng nhỏ hơn của các nguyên tử phức tạp hơn và cấu trúc tinh tế của các vạch phổ Rõ ràng, có một mối quan hệ tương hỗ, thúc đẩy nhau phát triển giữa quang phổ nguyên tử và Cơ học lượng tử 3 Mục tiêu của đề tài này là đi tìm mối quan hệ biện chứng giữa lý thuyết lượng tử và kĩ thuật đo phổ nguyên. .. nguyên tử Cụ thể là xem xét các mốc thời gian và lý thuyết lượng tử 2 được xây dựng dựa trên kĩ thuật đo phổ nguyên tử nào và khi ra đời lý thuyết đó đã thúc đẩy kĩ thuật đo phổ nguyên tử phát triển như thế nào và ngược lại Mục tiêu trên được thực hiện thông qua các nội dung nghiên cứu sau: − Tìm hiểu lịch sử hình thành và phát triển của Cơ học lượng tử, đi sâu vào các lý thuyết có liên quan đến phổ nguyên. .. hiệu nguyên tử Lý thuyết Bohr đã đem đến sự lượng tử hóa quĩ đạo và năng lượng của electron trong nguyên tử là các đại lượng gián đo n Lý thuyết này hoàn toàn giải thích định lượng quang phổ vạch nguyên tử hydro và giải thích được tính bền vững của nguyên tử Tuy đây chỉ là lý thuyết tiền lượng tử, nhưng nó có một tầm quan trọng trong phát triển tư duy và hiểu biết của nhân loại về thế giới nguyên tử. .. đo phổ nguyên tử Phần hai trình bày kĩ thuật đo quang phổ vật đen Phần ba trình bày kĩ thuật đo phổ nguyên tử hydro trong vùng ánh sáng khả kiến, vùng tử ngoại,vùng hồng ngoại Phần tư giới thiệu kĩ thuật đo phổ nguyên tử hydro đặt trong trường ngoài gồm hiệu ứng Zeeman và hiệu ứng Stark Phần năm trình bày kĩ thuật đo cấu trúc tinh tế của nguyên tử hydro Phần sáu trình bày kĩ thuật đo phổ tia X và phần... và nguyên lý bất định Heisenberg, spin – thí nghiệm Stern-Gerlach, lý thuyết cấu trúc tinh tế của nguyên tử hydro.Phần cuối, tôi ước lượng ranh giới giữa vi mô và vĩ mô và phạm vi sử dụng lý thuyết lượng tử phi tương đối tính và tương đối tính Chương 2: Tổng quan lịch sử hình thành và phát triển của kĩ thuật đo phổ nguyên tử 3 Chương này gồm bảy phần Phần một giới thiệu vài nét về kĩ thuật đo phổ nguyên. .. các lý thuyết trên được gọi là lý thuyết tiền lượng tử. Đầu thập niên 1920, giới hạn của lý thuyết tiền lượng tử bắt đầu xuất hiện và các nhà vật lý lý thuyết bắt đầu đi tìm các phương pháp phù hợp hơn Vì thế, lý thuyết lượng tử nảy sinh vào giữa thập niên 1920 Các nhà vật lý đã đi tìm các phương pháp để phát triển lý thuyết và tất cả chúng đều được chứng minh là các dạng khác nhau của cùng một lý thuyết. .. chương: Chương 1: Tổng quan lịch sử hình thành và phát triển Cơ học lượng tử Chương này gồm mười phần Ba phần đầu trình bày về các hiện tượng và lý thuyết tiền lượng tử như bức xạ vật đen và lý thuyết Max Planck, hiện tượng quang điện và lý thuyết Einstein, quang phổ vạch của nguyên tử hydro và lý thuyết Bohr – Sommerfeld Các phần sau trình bày về các lý thuyết lượng tử như giả thuyết lưỡng tính sóng... lý có những tư tưởng đột phá, tạo dựng cuộc cách mạng trong nghiên cứu cơ học của hệ vi mô, thúc đẩy Cơ học lượng tử hình thành và phát triển Nhờ cải tiến các dụng cụ quang học, các nhà quang phổ học đã có thể đo đạc được bước sóng của quang phổ nguyên tử ở các vùng khác nhau trong thang quang phổ điện từ Khi Cơ học lượng tử phát triển, các nhà quang phổ học đã ứng dụng các nguyên lý trong Cơ học lượng ... thuyết lượng tử kĩ thuật đo phổ nguyên tử Cụ thể xem xét mốc thời gian lý thuyết lượng tử xây dựng dựa kĩ thuật đo phổ nguyên tử đời lý thuyết thúc đẩy kĩ thuật đo phổ nguyên tử phát triển ngược... thành phát triển Cơ học lượng tử, sâu vào lý thuyết có liên quan đến phổ nguyên tử; − Tìm hiểu vài nét kĩ thuật đo phổ nguyên tử, sâu vào kĩ thuật đo phổ nguyên tử có liên quan đến lý thuyết. .. nguyên tử hydro Phần sáu trình bày kĩ thuật đo phổ tia X phần bảy giới thiệu detector photon Chương 3: Mối quan hệ biện chứng phát triển kĩ thuật đo phổ nguyên tử phát triển lý thuyết lượng tử