Cтраница 2
В нерелятивистском приближении стационарные состояния атома определяются уравнением Шредингера для системы электронов, движущихся в кулоновом поле ядра и электрически взаимодействующих друг с другом; в это уравнение вовсе не входят операторы спина электронов. Как мы знаем, для системы частиц в центрально-симметричном внешнем поле сохраняется полный орбитальный момент I /, а также четность состояния. [16]
В нерелятивистском приближении стационарные состояния атома определяются уравнением Шредингера для системы электронов, движущихся в кулоновом поле ядра и электрически взаимодействующих друг с другом; в это уравнение вовсе не входят операторы спина электронов. Как мы знаем, для системы частиц в центрально-симметричном внешнем поле сохраняется полный орбитальный момент L, а также четность состояния. [17]
По теории Бора стационарные состояния атома соответствуют определенному значению момента количества движения электрона на его орбите. [18]
Наоборот, определение стационарных состояний атома с большим числом электронов сопряжено с значительными трудностями, поскольку речь здесь идет о задаче многих тел, которая решается лишь приближенно. В тех случаях, когда речь идет об отдельном электроне, движущемся вне замкнутых оболочек, как например в атомах щелочных металлов, указанное приближение является вполне удовлетворительным, если удается правильно описать экранирующее действие внутренних электронов на заряд ядра. [19]
В более сложных случаях стационарные состояния атома определяются не сколькими условиями, соответственно числу степеней свободы движения. В первые годы развития теории Бора при изыскании квантовых условий руководствовались тем соображением, что прерывное скачкообразное изменение могут испытывать только такие величины, которые при бесконечно медленном обратимом воздействии на параметры системы остаются неизменными. [20]
На энергетической диаграмме каждое стационарное состояние атома отмечается горизонтальной линией, называемой энергетическим уровнем. Ниже всех остальных на диаграмме располагается энергетический уровень, соответствующий энергии Е основного состояния атома, энергетические уровни возбужденных состояний располагаются над основным уровнем па расстояниях, пропорциональных разности энергий возбужденного и основного состояний. Переходы атома из одного состояния в другое изображаются вертикальными линиями между соответствующими уровнями на энергетической диаграмме, направление перехода указывается стрелкой. [21]
Функции Y, описывают стационарные состояния атомов. Коэффициенты а ( t) определяются здесь не только взаимодействием с внешним резонансным электромагнитным полем, но и взаимодействием с решеткой. [22]
Они устанавливают правила определения стационарных состояний атома, соответствующих фиксированным значениям его внутренней энергии. [23]
С точки зрения квантовой механики стационарное состояние атома должно сохраняться как угодно долго, если нет внешних причин, вызывающих изменение энергии атома. Однако опыт показывает, что атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии, сам собой переходит в нормальное, невозбужденное состояние, излучая свет. Такое излучение, происходящее в отсутствие внешних причин, изменяющих энергию атома, называется самопроизвольным, или спонтанным, излучением. Для строгого объяснения спонтанных переходов атома из высших энергетических состояний в низшие недостаточно одних законов квантовой механики и приходится прибегать к квантовой электродинамике, в которой рассматриваются с общей точки зрения законы возникновения и исчезновения электромагнитного поля. Разумеется, в рамках нашего курса эти вопросы рассмотрены быть не могут. [24]
С точки зрения квантовой механики стационарное состояние атома должно сохраняться как угодно долго, если нет внешних причин, вызывающих изменение энергии атома. Однако опыт показывает, что атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии, сам собой переходит в нормальное, невозбужденное состояние, излучая свет. [25]
С точки зрения квантовой механики стационарное состояние атома должно сохраняться как угодно долго, если нет внешних причин, вызывающих изменение энергии атома. Однако опыт показывает, что атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии, сам собой переходит в нормальное, невозбужденное состояние, излучая свет. Такое излучение, происходящее в отсутствие внешних причин, изменяющих энергию атома, называется самопроизвольным или спонтанным излучением. Для строгого объяснения спонтанных переходов атома из высших энергетических состояний в низшие недостаточно одних законов квантовой механики и приходится прибегать к квантовой электродинамике, в которой рассматриваются с общей точки зрения законы возникновения и исчезновения электромагнитного поля. Разумеется, в рамках нашего курса эти вопросы рассмотрены быть не могут. [26]
Теория Бора позволяет определить энергию стационарных состояний атома и частоты испускаемых линий, что имеет очень большое значение. В настоящее время известно такое явление, как диффракция электронов, которая указывает на их волновые свойства. Вследствие этого представление об электроне как о частице, двигающейся, согласно теории Бора, по определенной орбите, должно быть пересмотрено и уточнено. Дальнейшее развитие теории внутриатомных явлений дается в волновой механике. [27]
Согласно положению волновой механики, стационарными состояниями атома являются такие, в которых волны электронов в кулоновском поле ядра не всюду гасятся за счет интерференции. [28]
В заключение теории опытов по определению стационарных состояний атомов методом отклонения пучка атомов во внешнем поле рассмотрим более сложный случай, когда первоначальная волновая функция представляет состояние с неопределенным значением энергии. [29]
Согласно, положению волновой механики, стационарными состояниями атома являются такие, в которых волны электронов в кулоновском поле ядра не всюду гасятся за счет интерференции. [30]