Cтраница 2
В квантовой статистике электронов и других систем частиц со спином Й / 2 учитываются принципиальная неразличимость тождественных частиц, подчинение их принципу Паули, а также то, что электрон в металле может иметь лишь определенные, дозволенные значения энергии. [16]
Комбинационный принцип Ритца получил простое физическое толкование благодаря тому, что в 1900 г. Планк ввел представление о квантах ( см.), впоследствии ( 1905 г.) развитое Эйнштейном: атомная система обладает в противоречие с классической механикой и электродинамикой определенным дискретным рядом дозволенных значений энергии; переход от одного такого значения энергии к другому, меньшему, происходит с излучением кванта энергии hv - Йсу, где со 1т х частота ( число периодов в 2я ск. [17]
Уров - где т 1 2, 3, 4... [18] |
Необходимо еще учесть самую небольшую составляющую молекулярной энергии - вращательную энергию. Дозволенные значения вращательной энергии определяются, согласно волновой механике, на основании принципа квантования вращательного момента. [19]
На рис. 1 схематически изображен энергетический спектр для валентных электронов в кристалле. Заштрихованные области соответствуют зонам дозволенных значений энергии, незаштрихованные - запоещенным значениям энергии. Дважды заштрихованные участки соответствуют заполненным уровням. [20]
При температуре абсолютного нуля, как ясно из предыдущего, существует граничный уровень, ниже которого все уровни заняты, а выше - свободны. В металле граничный уровень расположен внутри зоны дозволенных значений энергии. Эту зону называют зоной проводимости. [21]
В реальных кристаллах реализуются как предельные случаи сильно связанных и квазисвободных электронов, так и вся гамма промежуточных случаев. Однако во всех случаях энергетический спектр электрона в кристалле имеет характер зон дозволенных значений энергий, разделенных областями запрещенных значений энергии. [22]
Например, у атома кислорода ядро имеет свой спектр устойчивых состояний, электроны же, окружающие ядро, имеют другой, существенно отличный от первого спектр значений кинетической энергии. Заметим также, что и потенциальная энергия взаимодействия электрона с ядром также имеет дискретный набор дозволенных значений. [23]
Энергетический спектр электрона в решетке хлористого натрия. [24] |
Современные представления о механизме люминесценции кри-сталлофосфоров основаны на зонной теории твердого тела. Как известно, по этой теории энергетический спектр электрона в изолирующем кристалле состоит из ряда зон дозволенных значений энергии, разделенных полосами запрещенных значений энергии. [25]
Указанная непоследовательность теории связана с присутствием в модели электронных орбит. Обратим внимание на то, что орбиты, по сути дела, не согласуются с существованием дискретных дозволенных значений энергии электрона в атоме. В этом легко убедиться, поставив вопрос: чему равна энергия электрона в тот, пусть и весьма короткий ( почти мгновенный), но все-таки конечный промежуток времени, когда с исходной орбиты электрон уже ушел, а на конечную орбиту еще не прибыл. Ведь не может же он мгновенно преодолеть расстояние между орбитами. [26]
Энергия активации примеси при этом обращается в нуль. В таком материале уже нельзя провести четкое различие между зоной проводимости и примесной: имеется единая область дозволенных значений энергии, проникающая в глубь запрещенной зоны. [27]
В кристалле валентные электроны атомов, слабее связанные с ядрами, чем внутренние электроны, могут переходить от одного атома к другому с помощью туннельного эффекта просачивания сквозь потенциальный барьер, разделяющий атомы в кристалле. Это приводит к тому, что энергетические уровни таких электронов расширяются и превращаются в зоны ( полосы) дозволенных значений энергии электронов. [28]
Особенностью зонной теории является учет влияния периодического характера потенциального поля кристалла на энергию электронов. Периодический характер потенциального поля в кристаллической решетке ведет к полосному строению энергетического спектра электронов в решетке. Полосы дозволенных значений энергии разделены зонами запрещенных значений. Электроны заполняют все уровни начиная с низшего. При абсолютном нуле у изоляторов и полупроводников часть полос полностью заполнена, а другая часть совершенно пуста. [29]
Некоторые орбитали атома водорода. [30] |