1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

vật lý đại cương do ngoc uan c07 vật lý nguyen tu sinhvienzone com

24 33 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 24
Dung lượng 221,67 KB

Nội dung

om ne C Bi giảng Vật lý đại cơng nh Vi en Zo Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Si Trờng ĐH Bách khoa Hμ néi SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn om C Zo ne Ch−¬ng Si nh Vi en VËt lý nguyªn tư SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn ne C om Nguyên tử hydro z Chuyển động điện tử e Ze r nguyên tử hydro θ U=− 4πε r + 1.1 Ph−¬ng tr×nh ϕ Schrodinger x nh Vi en Zo 2m Ze Δψ + ( E + )ψ = 4πε r h x=r.sinθcosϕ y=r.sinθsinϕ ψ = ψ( r , θ, ϕ) z=rcosθ Si ∂ ∂ψ 1 ∂ ∂ψ (sin θ ) + (r )+ 2 ∂r r ∂r r sin θ ∂θ ∂θ ∂ ψ 2m Ze + (E + )ψ = 2 h r sin θ ∂ϕ 4πε r SinhVienZone.com y https://fb.com/sinhvienzonevn ψ = R ( r ) Y ( θ, ϕ) 2 C om d dR 2mr Ze (r ) + (E + )=λ R dr dr 4πε r h 1 ∂Y ∂2Y ∂ (sin θ )+ = −λ 2 Y sin θ ∂θ Y sin θ ∂ϕ ∂θ λ = l(l + 1) nh Vi en Zo ne R = R nl ( r ) Y = Ylm ( θ, ϕ) ψ nlm = R nl ( r ) Ylm ( θ, ϕ) Si n= 1, 2, 3, Sè l−ỵng tư chÝnh l = 0, 1, 2, n-1 Số lợng tử quĩ đạo m = 0,1,2, , l Sè l−ỵng tư tõ R 1,0 Z = 2( ) a0 SinhVienZone.com Zr − a0 3/ e Y0,0 = − ( π) https://fb.com/sinhvienzonevn Si nh Vi en Zo ne C om m ee Rh R = 15 −1 = , 27 10 s En = − 2 4π( 4πε ) h n H»ng sè Ritbe 1.2 C¸c kÕt luËn: a Năng lợng gián đoạn: Lợng tử hoá b Năng lợng Ion hoá E=0-E1=Rh=2,185.10-18J=13,5eV c Trạng thái lợng tử: n ,l ,m ( r , θ, ϕ) = R nl ( r ).Ylm ( , ) l Trạng thái s n, l , m n=1 c¬ së, p n>=2 møc suy biÕn n2 n −1 d ( l + ) = n ∑ f l =0 SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn om d MËt ®é xác suất tìm hạt Xác suất tìm hạt theo thể tÝch: 2 ∫ | ψ | dv = ∫ | ψ nlm ( r, θ, ϕ) | r sin θdrdθdϕ C ne dr nh Vi en R ( r ) r dr ∫ nl dϕ Zo Xác suất tìm hạt theo bán kính: d Si Mật độ xác suất theo bán kính 1,0 SinhVienZone.com Zr − a0 Z = R 1,0 r = 4( ) e a0 2 r https://fb.com/sinhvienzonevn dρ1,0 Zr 2r (1 - ) = a0 ρ1,0 ( r ) om Z = 4( ) e a0 dr ne C §èi víi H, Z=1 cã r=0 vμ r=a0 e Gi¶i thÝch quang phỉ H Cùc tÝm r a0=0,53.10-10m B¸n kÝnh Bohr nh Vi en Zo 1 υ = R ( − ) Liman υ = R ( − ) Perfund n 52 n ∞ O N M 1 υ = R ( − ) Bracket n n=6 K n=1 Si L n=5 n=4 n=3 n=2 SinhVienZone.com 1 υ = R ( − ) Pasen n 1 υ = R ( − ) Banme n ¸nh s¸ng nhÝn thÊy https://fb.com/sinhvienzonevn Hång ngo¹i! Zr − a0 - ne + + - Zo - C om Nguyªn tư kim loại kiềm 2.1 Năng lợng điện tử hoá trị nguyên tử kim loại kiềm nh Vi en - - - + - - - - Si H Li Na Điện tử hoá trị tơng tác với hạt nhân v điện lớp (với lõi nguyên tử) Năng lợng tính tơng tự nh H v thêm phần bæ chÝnh Δ l SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Rh Wnl = − (n + Δ l )2 om Δ l phô thuéc vo số lợng tử l v nguyên tố Si nh Vi en Zo ne C Z Nguyªn tè Δs Δp Δd Δf Li -0,412 -0,041 -0,002 11 Na -1,373 -0,883 -0,010 -0,001 37 Rb -3,195 -2,711 -1,233 -0,012 3D n=3 3P 3S 2P n=2 2S n=1 1S SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn SinhVienZone.com C ne 1s 2s 2p 3s 3p 3d Mức lợng 1S 2S 2P 3S 3P 3D Zo 0 1 nh Vi en l Trạng thái Si n om 2.2 Trạng thái v mức lợng bị tách https://fb.com/sinhvienzonevn Lớp K L M D·y phô II: hν = 2P- nS Li hν = 3P-nS Na Zo 3D 3P 3S C 4F 4D 4P 4S ne 5P 5S om 2.3 Quang phæ kim loại kiềm Khi phát xạ photon: Điện tử chun tõ møc cao xng thÊp h¬n Vμ Δl = ±1 nh Vi en Na 2P Si Li 2S D·y chÝnh: hν = 2S- nP Li hν = 3S- nP Na SinhVienZone.com D·y Phô I: hν = 2P- nD D·y Cơ bản: h = 3D-nF h = 3D-nP S, P, D mức lợng https://fb.com/sinhvienzonevn nh Vi en Zo ne C om 2.4 Mômen động lợng v mômen từ điện tử chuyển động quanh hạt nhân Mômen động lợng/orbital: Quĩ đạo không xác định -> véc tơ mômen không xác định Giá trị xác định: L = l( l + 1) h l = 0, 1, 2, , n-1 Số lợng tử quĩ đạo Si Hình chiếu lên phơng bÊt kú: L z = m.h m=0, ±1, ±2 ± l Mômen động lợng v hình chiếu bị lợng tử hoá SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn .C om Mômen từ: Điện tử quay quanh hạt nhân gây dòng điện ngợc chiều với chiều quay -> mômen từ ngợc chiều với mômen động r r e lợng = L ne 2me Zo Hình chiếu mômen từ lên z: nh Vi en eh e = − mμ B μz = − L z = −m 2m e 2m e Si eh −24 = 9,26.10 Am μB = Magneton Bohr: 2me -> Hình chiếu mômen từ lên z đợc lợng tử hoá SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn om 2.5 Hiện tợng Diman/Zeeman: C H ne Nam châm điện B=0 ->1 vạch B0-> vạch Zo Phim ghi QP nh Vi en Năng lợng tơng tác mômen từ điện tử với tõ tr−êng cđa nam ch©m: r Si r ΔW = −μ.B ΔW = −μ z B = mμ B B Mức lợng điện tử W = W + mμ B B SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Bøc x¹ tõ møc W’2 xuèng møc W’1 cã: W2 − W1 Δmμ B B = + h h Δm=0, ±1 nªn cã υ' = v¹ch øng víi Zo ne C υ = − h ' W1 om , ' W2 μ BB υ+ h υ μ BB υ− h Si nh Vi en Spin cđa ®iƯn tư Nhê cã thiÕt bị quang phổ tinh vi phát cấu trúc bội phổ: vạch sít nhau: Của Na 28,90 v 28,96pm Thí nghiệm Anhxtanh-Đơgát e = Đo đợc tỷ sè L me SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn nh Vi en ms = ± Zo ne C r μ e Kh«ng ®óng víi hƯ sè − tõ c¬ lý thut 2m e Giải thích: Do vận động rnội tại, điện tử có mômen spin S Hình chiếu lên S = h = m h z s trôc z lμ: Số lợng tử hình chiếu spin om r L Si S = s(s + 1) h s-Sè l−ỵng tư spin Đúng kết Mômen từ riêng r eh e r thùc μ sz = ±μ B = m ⇒ μs = − S nghiƯm 2m e me SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn M«men từ orbital: Mômen từ riêng r r e r e r (spin): μs = − μL = − L S - - + - • - - - 2m e me ms ↑ Si - nh Vi en Zo ne C om Các điện tử có spin với số lượng tử spin ms↑ ms↓ momen spin Na tạo cỏc momen t spin riêng Momen t orbital gây mômen cảm ứng từ trờng đóng góp vo tính nghịch từ, momen từ spin đóng góp vμo tÝnh thuËn tõ - ms ↑ + => HÖ sè tõ m ↓ s He c¬ lμ e/me H Lẻ điện tử: thuận từ Chẵn số điện tử: nghịch tõ + SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Si nh Vi en Zo ne C om Trạng thái v lợng điện tử nguyên tử Do tơng tác mômen từ riêng v mômen từ quỹ đạo v mômen từ riêng điện tử nguyên tử, nên: r r r Điện tử có mômen ton phần: J = L+S Giá trị J l J = j( j + 1) h j l số lợng tử mômen ton phần j = l Trạng thái lợng tử điện tử nguyên tử gồm số lợng tử: n,l , m v ms => lợng ton phần điện tử phụ thuộc vo số l−ỵng tư n, l vμ j SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn l = chØ cã møc; l > t¸ch thμnh møc øng víi l − vμ l + nh Vi en Zo ne C om =>CÊu tróc tÕ vi cđa møc; KÝ hiƯu n2Xj sè chØ møc kÐp: n =1, 2, 3, Sè l−ỵng tư chÝnh X=S, P, D, F, øng víi l = 0,1,2,3, Si j= l± Sè tr¹ng th¸i líp n lμ SinhVienZone.com n −1 ∑ 2(2l + 1) = 2n l =0 https://fb.com/sinhvienzonevn Si nh Vi en Zo ne C om Trạng thái đtử hoá trị H v kloại kiềm: n j trạng thái Mức l đtử hoá trị lợng 1/2 1s 1/2 12S1/2 1/2 2s 1/2 22S1/2 1/2 2p 1/2 22P1/2 3/2 2p 3/2 22P3/2 1/2 3s 1/2 32S1/2 1/2 3p 1/2 32P1/2 3/2 3p 3/2 32P3/2 3/2 3d 3/2 32D3/2 5/2 3d 5/2 32D5/2 SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn .C om CÊu t¹o béi/tÕ vi/ vạch phổ Qui tắc chuyển mức:Từ mức cao xuèng møc thÊp Δn bÊt kú,Δl = ±1 , Δj= 0, chuyển mức phát xạ h = 2S- 3P 32P3/2 ne 3P nh Vi en 2S Zo hν = 2S- 3P 32P1/2 22S1/2 3D Si béi chuyÓn møc phát xạ h = 2P- 3D bội 2P h2 = 22S1/2 -32P1/2 hν = 2P-3D 32D5/2 hν3 =22P3/2-32D5/2 32D3/2 hν2 =22P3/2-32D3/2 22P3/2 22P1/2 SinhVienZone.com hν1 = 22S1/2 -32P3/2 hν1 = 22P1/2- 32D3/2 https://fb.com/sinhvienzonevn nh Vi en Zo ne C om Khái niệm hệ thống tuần hon Menđêleep Năm 1869 Menđêleep xây dựng hệ thống tuần hon nguyên tố: tính chất hoá, lý nguyên tố mang tính tuần hon Si Nguyên lý Pauli: trạng thái lợng tử gồm số lợng tử n, l, m, ms chØ cã thĨ cã tèi ®a ®iƯn tư SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn 18 N SinhVienZone.com 32 Zo Sè ®iƯn tư 2( 2l + 1) l=0 l=0 l =1 l=0 l =1 10 l=2 l=0 l =1 l = 10 l = 14 om M S S P S P D S P D F C Líp ne K L Sè ®iƯn tư tèi ®a=2n2 nh Vi en n Si Líp https://fb.com/sinhvienzonevn om 3s23p63d10 Zo nh Vi en 1s2 2s22p6 ne C + VÝ dô: Si Al: 1s22s22p63s23p1 Cl: 1s22s22p63s23p5 Ar: 1s22s22p63s23p6 SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn ... hoá, lý nguyên tố mang tính tu n hon Si Nguyên lý Pauli: trạng thái lợng tử gåm sè l−ỵng tư n, l, m, ms chØ cã thĨ cã tèi ®a ®iƯn tư SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn 18 N SinhVienZone. com. .. 22P1/2 SinhVienZone. com hν1 = 22S1/2 -32P3/2 hν1 = 22P1/2- 32D3/2 https://fb .com/ sinhvienzonevn nh Vi en Zo ne C om Kh¸i niƯm hệ thống tu n hon Menđêleep Năm 1869 Menđêleep xây dựng hệ thống tu n... -0,001 37 Rb -3,195 -2,711 -1,233 -0,012 3D n=3 3P 3S 2P n=2 2S n=1 1S SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn SinhVienZone. com C ne 1s 2s 2p 3s 3p 3d Mức lợng 1S 2S 2P 3S 3P 3D Zo 0 1 nh Vi

Ngày đăng: 30/01/2020, 21:48

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN