Теория - атомный спектр
Cтраница 3
Дальнейшее развитие теории атомных спектров было сделано Зоммерфельдом ( 1916), который разработал более детально правила квантования. [31]
В ней отсутствует изложение техники эксперимента, тал как в основном при изучении спектров поглощения используются обычные методы спектроскопии, но зато очень серьезно и подробно изложены современные теоретические представления. Она содержит основы теории атомных спектров и изложение теории кристаллического поля. Чтение этой главы потребует от читателя несколько большего труда, чем чтение остальных глав; однако, если проработать ее серьезно, можно получить полное представление о современных теоретических положениях и читать сложные оригинальные работы в данной области. Сводка экспериментальных данных носит в основном иллюстративный характер; при этом разобрано большое число наиболее существенных примеров. [32]
Векторная модель часто используется в теории спектров для наглядной интерпретации результатов, полученных методами квантовой механики. В частности, терминология, принятая в теории атомных спектров, в целом ряде случаев базируется на наглядных представлениях векторной модели. Необходимо, однако, иметь в виду, что векторная модель есть не больше, как способ описания, основанный на наглядной аналогии. [33]
В книге рассматривается не только явление классического КР на колебательных и электронных уровнях, но и электронного КР, а также новые эффекты, открытые за последние годы, - гипер - КР, инверсное КР и вынужденное КР. При изложении автор широко использует аппарат теории групп и технику неприводимых тензорных операторов, сыгравшую важную роль в развитии теории атомных спектров. Это позволяет достичь существенной краткости изложения материала и получить многие результаты теории наиболее изящным и простым способом. [34]
Благодаря свойствам симметрии модели атома в теории атомных спектров играют важную роль динамические переменные, аналогичные компонентам момента количества движения в классической динамике. Свойства этих наблюдаемых, наряду со свойствами спина электрона, которые будут изложены в этой главе, постоянно используются во всей теории атомных спектров. [35]
Эти вычисления, так же как и вычисления других энергетических параметров, в частности потенциалов ионизации, представляют интерес для целого ряда разделов теории атомных спектров. Найденные в результате таких расчетов волновые функции можно использовать при вычислении вероятностей радиационных переходов, эффективных сечений возбуждения и любых других характеристик атома. По существу именно в этом и состоит главная задача расчета многоэлектронных атомов, так как уровни энергии легко получить ( причем с большой точностью) из эксперимента. [36]
Это участок спектра одного из изотопов урана 233U, сфотографированный через интерферометр Фабри - Перо. В теории атомных спектров доказывается, что такое расщепление линии ( сверхтонкая структура) возникает в результате взаимодействия атомного ядра с электронной оболочкой атома. В данном случае однозначно определяется механический момент ( спин) ядра исследуемого изотопа урана. Поэтому разные порядки интерференции наложились и структура линии не может быть разрешена. [37]
Мы хотим теперь изучить вопрос сложения этих двух векторов, для того чтобы получить состояния, характеризуемые собственными значениями суммы и г-й компоненты суммы. Если мы научимся складывать два вектора, мы можем тогда повторением процесса складывать любое их число. Эти рассуждения очень важны для теории атомных спектров, потому что они дают нам основу строгого квантово-механического описания старых векторных характеристик энергетических состояний атомов. [38]
 |
Основные характеристики полосы поглощения в электронном спектре. [39] |
Комплексное соединение образуется в результате взаимодействия иона металла и лигандов, при диссоциации оно дает эти же частицы. Ион металла характеризуется определенной электронной структурой, во многих случаях он способен к поглощению света и в отсутствие лигандов. Наблюдаемые при этом явления достаточно полно объясняются в теории атомных спектров. [40]
Шорт ли Теория атомных спектров прошло более 25 лет. Естественно, что за это время целый ряд разделов книги в значительной мере устарел. Это относится, в частности, и к тем главам, в которых излагаются фундаментальные для теории атомных спектров вопросы: теория моментов количества движения и методы построения антисимметризованных волновых функций. [41]
Чтобы сделать эту книгу независимой от других курсов, мы открываем подробное изложение кратким обзором принципов квантовой механики, данным в следующей главе. Последующие две главы посвящены изложению некоторых специальных результатов теории, применяемых в книге; подробное изложение теории атомных спектров начинается с гл. [42]
Искусство математика - сказал Гильберт - состоит в нахождении того частного случая, который содержит все зародыши общности. С нашей точки зрения, теория углового момента играет роль такого частного случая по отношению к симметрии ( одной из наиболее плодотворных тем современной математики и физики) как общности. Мы лишь немного исправили бы фразу Гильберта, включив наравне с математикой и физику. В предисловии ко второму изданию своей известной книги Теория групп и ее приложения к квантовомехани-ческой теории атомных спектров Вигнер2) привел слова фон Лауе о том, как замечательно, что почти все правила ( атомной) спектроскопии следуют из симметрии задачи. Здесь симметрия является симметрией относительно вращений, и правила спектроскопии вытекают из сохранения углового момента. В этой монографии мы пытаемся детально остановиться на этих темах. [43]
С другой стороны, истинный математик, изучающий новую область физики, получил бы большое удовлетворение в том, что изучаемая теория представляет собой иллюстрацию к одной из частей чистой математики, до сих пор не имевшей физических приложений. Его бы более удовлетворило изложение, которое показало бы, как теория строения атома связана с абстрактной теорией групп. Это отнюдь не означает, что мы недооцениваем значения теории групп для атомной физики или считаем необходимым пренебречь изучением этой области математики именно теперь, когда доказано, что эта область является важным орудием для теории. Просто дальнейшие достижения влекут за собой так много нового, что нам кажется нецелесообразным еще увеличивать нагрузку читателя. Для тех, кто желает рассмотреть теорию атомных спектров с точки зрения теории групп, существуют в настоящее время специальные книги. [44]
Книга Куна [229] рассчитана на несколько более подготовленного читателя, в ней теория атомных спектров обсуждается более подробно и приводится много примеров. Работы Кондона и Шортли [96] и Вигнера [427] являются классическими. Первая из них была написана до появления удобной техники сложения углового момента, однако именно эта книга оказала решающее влияние на развитие данной области науки. В [427] дается оригинальное изложение структуры и спектров атома на языке симметрии и теории групп. В [288] приводятся уровни энергии атомов из данных атомной спектроскопии. В кн. Вейна [416], Калверта и Питса [88] рассматривается применение теории атомных спектров в фотохимии. [45]
Страницы: 1 2 3 4