Cтраница 3
Хотя в этом и нет логической необходимости, но для большинства читателей полезно познакомиться с интерпретацией описанной выше процедуры с помощью сравнительно простой полуклассической картины, называемой векторной моделью атома. Полный орбитальный угловой момент атома рассматривается как векторная сумма квантованных угловых моментов отдельных электронов, причем сумма всегда берется так, чтобы результирующая величина также была квантованной. [31]
Бора и основана на постулативном введении набора квантовых чисел; их существование само по себе не следует из этой модели. Векторная модель атома до сих пор применяется при интерпретации атомных спектров. Единственное, что мы используем из этой модели в дальнейшем, - это прин-дяп Паули, согласно которому на каждой орбитали могут располагаться не более двух электронов с противоположными спинами. [32]
При применении векторной модели атома учитываются моменты количества движения только валентных электронов, составляющих внешнюю, не полностью замкнутую электронную оболочку атома. [33]
Модели электрона-частицы и электрона-облака приводят к одинаковому выводу, что невозможно вычислить или определить экспериментально траекторию электрона в атоме. Модель Бора и векторная модель атома включают представление о траекториях, но в этих моделях оно почти никогда не истолковывается в буквальном смысле. [34]
Таким образом, мы видим, что уравнение Дирака позволяет теоретически обосновать формулы, полученные эмпирически спектроскопистами. Эти формулы используются при изложении векторной модели атома. [35]
Один из способов объяснить эти расщепления основан на использовании векторной модели атома. [36]
Приближение Расселя - Саундерса, в котором L2 и S2 являются интегралами движения, носит название схемы LS-связи. Эта схема связи является основой качественного описания состояний атома, получившего название векторной модели атома. В этой модели орбитальные моменты отдельных электронов рассматриваются независимо от спиновых моментов. Полный момент атома образуется путем векторного сложения суммарного орбитального L и суммарного спинового S моментов. [37]
Приближение Расселя - Саундерса, в котором L2 и S2 являются интегралами движения, носит название схемы LS-связи. Эта схема связи является основой качественного описания со-стоящш атома, получившего название векторной модели атома. В этой модели орбитальные моменты отдельных электронов рассматриваются независимо от спиновых, моментов. Полный момент атома образуется путем векторного сложения суммарного орбитального L и суммарного спинового S моментов. [38]
Определение спинов и магнитных моментов ядер основано на изучении взаимодействия магнитного момента ядра с магнитными полями. Эта задача может быть решена методами квантовой механики, а также при помощи векторной модели атома. [39]
Качественно правильную картину спектральных термов дает так называемая векторная модель атома. Эта модель учитывает спин электрона и пользуется системой тех же квантовых чисел, как и волновая механика, но применяет соотношения между значениями этих квантовых чисел и величинами векторов механического момента количества движения и магнитного момента атома, упрощенные по сравнению с выражениями волновой механики. В векторной модели атома эти моменты считаются пропорциональными величине соответствующего квантового числа. Векторная модель атома позволяет правильно решить вопросе расщеплении энергетических термов атома, соответствующих одному и тому же главному квантовому числу, на отдельные подуровни энергии. На этой модели основана современная классификация энергетических уровней атома. [40]
Качественно правильную картину спектральных термов дает так называемая векторная модель атома. Эта модель учитывает спин электрона и пользуется системой квантовых чисел, как они вытекают из решения уравнений волновой механики, но применяет соотношения между значениями этих квантовых чисел и величинами векторов механического момента количества движения я магнитного момента атома, упрощенные по сравнению с выражениями волновой механики. В векторной модели атома эти моменты считаются пропорциональными величине соответствующего квантового числа. Векторная модель атома позволяет правильно решить вопрос о расщеплении энергетических термов атома, соответствующих одному и тому же главному квантовому числу, на отдельные подуровни энергии. На этой модели основана современная классификация энергетических уровней атома. Различным значениям механического момента соответствуют различные магнитные моменты и, следовательно, различное магнитное взаимодействие валентных электронов с остальной частью атома - с так называемым атомным остатком, состоящим из ядра и остальных электронов. Различное взаимодействие, в свою очередь, приводит к различным значениям энергии. [41]
Классическая теория не дает объяснения аномальному эффекту Зеемана. Квантовая теория эффекта Зеемана ( нормального и аномального) рассматривает его как результат изменения энергетических уровней атомных электронов вследствие взаимодействия их спинового и орбитального моментов между собой и с внешним магнитным полем ( пространственное квантование, стр. Для описания этого взаимодействия привлекается векторная модель атома ( стр. Различаются случаи слабого и сильного магнитных полей. [42]
В случае применения векторной модели к атомам, имеющим два или более валентных электрона, возникает вопрос: с какиз векторов надо начинать сложение. Надо ли сначала сложить меж ду собой отдельно орбитальные моменты количества движения всех электронов и отдельно моменты их спина и затем сложить между собой общий вектор орбитального момента с общим вектором спина или же сложить между собой сначала орбитальный момеш и момент спина каждого электрона в отдельности. В мире фактов, отражаемых векторной моделью атома, этот вопрос принимает такую форму: какое взаимодействие сильнее-взаимодействие между электронами, вызываемое их магнитными моментами, яли же взаимоденстие между спином каждого электрона в отдельности и его орбитальным движением. Первый случай называется случаем нормальной связи. [43]
Угловой момент удобно представлять в виде вектора длиной [ / ( / 1) ] / 2 ( рис. У. Дискретный набор ориентации, которые может принимать момент / 2, показан на рис. У. Изображение углового момента вектором положено в основу векторной модели атома. [44]
Квантовая механика позволяет решать различные задачи атомной и ядерной физики. Однако используемые в ней методы довольно сложны. Существует более простой метод решения некоторых из этих задач, основанный на рассмотрении векторной модели атома. В этой модели используются простые, наглядные представления теории Бора с учетом поправок, вносимых квантовой механикой. Ввиду того что векторная модель атома позволяет сравнительно легко проанализировать вопрос об определении спина и магнитного момента ядер, остановимся подробнее на ее описании. [45]