Нейтральный атом - гелий
Cтраница 3
В случае атома водорода, а также однократно ионизированного атома гелия различия между энергетическими - уровнями, соответствующими различным побочным квантовым числам, настолько малы, что они проявляются только в тонкой структуре спектральных линий. Для нейтрального атома гелия эти различия значительно больше. Это объясняется тем, что для нейтрального атома гелия, да и вообще для всех атомов, имеющих более одного электрона, энергия орбиты определяется побочным квантовым числом не только в силу вытекающей из теории относительности зависимости массы электрона от скорости, но и в значительно большей степени по совершенно иной причине. Эта схема приблизительно верна для ортогелия. Экранирование заряда ядра или нет, имеет второстепенное значение. [31]
В случае атома водорода, а также однократно ионизированного атома гелия различия между энергетическими уровнями, соответствующими различным побочным квантовым числам, настолько малы, что они проявляются только в тонкой структуре спектральных линий. Для нейтрального атома гелия эти различия значительно больше. Это объясняется тем, что для нейтрального атома гелия, да и вообще для всех атомов, имеющих более одного электрона, энергия орбиты определяется побочным квантовым числом не только в силу вытекающей из теории относительности зависимости массы электрона от скорости, но и в значительно большей степени по совершенно иной причине. Эта схема приблизительно верна для ортогелия. Экранирование заряда ядра или нет, имеет второстепенное значение. [32]
 |
Экранирование заряда ядра электроном, вращающимся по орбите lj ( по теории Бора - Зоммерфельда. [33] |
В случае атома водорода, а также однократно ионизированного атома гелия различия между энергетическими уровнями, соответствующими различным побочным квантовым числам, настолько малы, что они проявляются только в тонкой структуре спектральных линий. Для нейтрального атома гелия эти различия значительно больше. Это объясняется тем, что для нейтрального атома гелия, да и вообще для всех атомов, имеющих более одного электрона, энергия орбиты определяется побочным квантовым числом не только в силу вытекающей из теории относительности зависимости массы электрона от скорости, но и в значительно большей степени по совершенно иной причине. Эта схема приблизительно верна для ортогелия. Лежат ли орбиты в одной плоскости или нет, имеет второстепенное значение. В любом случае со стороны электрона, вращающегося по круговой орбите ( характеризующейся, согласно теории Вора - Зоммерфельда, квантовыми числами 14), действует на другой электрон, внешний по отношению к первому, отталкивающая сила. [34]
Изучение этих следов позволяет много узнать о характере частиц. Так, легкие бета-ча стицы оставляют после себя тонкие извилистые линии; они отклоняются даже при прохождении рядом с электронами. От намного более массивных альфа-частиц остаются толстые прямые следы, но при столкновении частиц с ядрами в следах появляются резкие изломы. В случае присоединения двух электронов альфа-частица превращается в нейтральный атом гелия и след заканчивается. Кроме величины и характера следов, имеются и другие способы идентификации частиц с по-мо. Их поведение в магнитном поле позволяет определить знак заряда частиц, а количество изгибов на пути - Их массу и энергию. В наше время физики накопили огромную библиотеку фотографий таких треков, благодаря которым легко распознают знакомые отпечатки. [35]
Причину такого малого числа ядерных реакций нетрудно понять. Чтобы проникнуть внутрь атомного ядра, а-частица должна преодолеть огромные силы электростатического отталкивания, ибо и а-частица и ядро обладают положительным зарядом. Поэтому ядерные превращения могут производить только достаточно б ы-стрые а-частицы. Но, двигаясь в веществе, а-частицы расходуют свою энергию на ионизацию и возбуждение атомов. Очень скоро они полностью затормаживаются, захватывают электроны и-превращаются в нейтральные атомы гелия. Ввиду малых размеров ядер ( § 200) лишь немногие частицы наталкиваются на ядро до того, как они растратят свою энергию. Только такие редкие случаи и приводят к ядерным расщеплениям. [36]
Причину такого малого числа ядерных реакций нетрудно понять. Чтобы проникнуть внутрь атомного ядра, а-части-ца должна преодолеть огромные силы электростатического отталкивания, ибо и а-частица и ядро обладают положительным зарядом. Поэтому ядерные превращения могут производить только достаточно быстрые а-частицы. Но, двигаясь в веществе, ос-частицы расходуют свою энергию на ионизацию и возбуждение атомов. Очень скоро они полностью затормаживаются, захватывают электроны и превращаются в нейтральные атомы гелия. Ввиду малых размеров ядер ( см. § 200) лишь немногие частицы наталкиваются на ядро до того, как они растратят свою энергию. Только такие редкие случаи и приводят к ядерным расщеплениям. [37]
Причину такого малого числа ядерных реакций нетрудно понять. Чтобы проникнуть внутрь атомного ядра, а-части-ца должна преодолеть огромные силы электростатического отталкивания, ибо иа-частица и ядро обладают положительным зарядом. Поэтому ядерные превращения могут производить только достаточно б ы с т р ы е а-частицы. Но, двигаясь в веществе, а-частицы расходуют свою энергию на ионизацию и возбуждение атомов. Очень скоро они полностью затормаживаются, захватывают электроны и превращаются в нейтральные атомы гелия. Ввиду малых размеров ядер ( см. § 200) лишь немногие частицы наталкиваются на ядро до того, как они растратят свою энергию. Только такие редкие случаи и приводят к ядерным расщеплениям. [38]
На рис. 11 изображена так называемая кривая Брэгга, представляющая собою зависимость числа пар ионов, образующихся на 1 мм пробега a - частицы, от расстояния от источника a - излучения. По мере увеличения расстояния скорость ионизации вначале увеличивается медленно, затем быстро растет, достигает максимума и затем еще быстрее падает. Форма кривой Брэгга объясняется тем, что а-частица, начиная двигаться, создает на своем пути ионы, расходуя на это определенную часть своей энергии, что, естественно, приводит к замедлению ее движения. Вследствие этого a - частица дольше задерживается около каждой из встречных молекул воздуха, что увеличивает вероятность ионизации. Верхняя точка кривой соответствует присоединению к a - частице двух электронов, вследствие чего она становится нейтральным атомом гелия и теряет ионизирующую способность. [39]
Страницы: 1 2 3