Дәріс КӨп электронды атомдар паули принципі
- Бұл бет үшін навигация:
- Кванттық сандар
| L
|
S | |
|
J-дің мүмкін мәндері | ||
|
2 |
1 |
3,2, 1 |
|
2 |
1/2 |
5/2, 3/2 |
Кванттық сандар– кванттық жүйелерді (атом ядросын, атомды, молекуланы, т.б.), жеке элементар бөлшектерді, жорамал бөлшектерді (кварктер мен глюондарды) сипаттайтын физикалық шамалардың мүмкін мәндерін анықтайтын бүтін немесе бөлшек сандар. Кванттық жүйе күйін түгелдей анықтайтын кванттық сандардың жиынтығын толық кванттық сандар деп атайды. Атомдағы электронның күйі үш кеңістіктік координата және спинмен байланысқан электронның төрт еркіндік дәрежесіне сәйкес келетін төрт кванттық санмен анықталады. Олар сутек атомы және сутек тәрізді атомдар үшін былайша аталады: бас кванттық сандар (n), орбиталық кванттық сандар (l), магниттік кванттық сандар (ml), магнитті спиндік не спиндік кванттық сандар (ms). Кванттық сандар микродүниеде өтетін процестердің дискретті сипаты бар екендігін бейнелейді әрі олар әсер квантымен, яғни 'Планк тұрақтысымен тығыз байланысты болады. Спин-орбиталық өзара әсер ескерілген кезде электронның күйін сипаттау үшін ml мен ms-тің орнына толық қозғалыс мөлшері моментінің кванттық саны (j) мен толық момент проекциясының кванттық саны (mj) пайдаланылады. Атомның, т.б. кванттық жүйелердің күйін сипаттау үшін күй жұптылығы (P‘) делінетін тағы да бір кванттық сан енгізіледі. Ол +1 не –1 мәндерін қабылдайды. Элементар бөлшектер физикасы мен ядролық физикада бұдан да басқа кванттық сандар енгізіледі. Мысалы, электрлік заряд (Q), бариондық заряд (B), электронды-лептондық заряд (Le), мюонды-лептондық заряд (L), изотоптық спин (T), ғажаптылық (оғаштық) (S) не гиперзаряд, т.б. Кванттық сандар элементар бөлшектердің кванттық сандары олардың (бөлшектердің) өзара әсері мен бір-біріне айналу процесін анықтайтын ішкі сипаттамасы болып табылады. Кең мағынада кванттық сандар деп, көбінесе, кванттық механикалық бөлшектер (немесе жүйелер) қозғалысын анықтайтын және қозғалыс кезінде сақталатын физикалық шамаларды айтады.
Спинді квант саны – электронның өз осі бойынша айналып қозғалуын сипаттайды.
Спинді квант сандары +1/2 -1/2 шамасымен белгіленеді. Олар әр деңгейдің орбитальдарындағы спиндердің қарама-қайшылығын көрсетеді.
Кез-келген бөлшектің бұрыштық моменттің екі түрі болуы мүмкін: орбитальды бұрыштық Импульс және спин.
Кеңістіктегі бөлшектің қозғалысы нәтижесінде пайда болатын орбиталық бұрыштық моменттен айырмашылығы, айналдыру кеңістіктегі қозғалыспен байланысты емес. Айналдыру-бұл ішкі, тек кванттық сипаттама, оны релятивистік механика аясында түсіндіруге болмайды. Егер бөлшек (мысалы, электрон) айналмалы доп ретінде, ал айналдыру осы айналумен байланысты сәт ретінде ұсынылса, онда бөлшек қабығының көлденең қозғалыс жылдамдығы жарық жылдамдығынан жоғары болуы керек, бұл релятивизм тұрғысынан қолайсыз.
Атап айтқанда, "өз осінің айналасында" айналу нәтижесінде элементар бөлшектің өзіндік сәтін елестету мүлдем мағынасыз болар еді[7]
Бұрыштық моменттің көріністерінің бірі бола отырып, кванттық механикадағы спинді спин s векторлық операторы сипаттайды, оның құрамдас алгебрасы орбитальды бұрыштық момент операторларының алгебрасымен толық сәйкес келеді ℓ → . Алайда, орбиталық бұрыштық моменттен айырмашылығы, спин операторы классикалық айнымалылар арқылы көрсетілмейді, басқаша айтқанда, бұл тек кванттық шама. Мұның салдары-айналдыру (және оның кез-келген оське проекциясы) тек бүтін емес, сонымен қатар жартылай бүтін мәндерді (Дирак тұрақтысының бірліктерінде ħ) қабылдауы мүмкін.
Айналдыру кванттық ауытқуды бастан кешіреді. Кванттық ауытқулардың нәтижесінде спиннің тек бір компоненті қатаң анықталған мәнге ие болуы мүмкін — мысалы, J z . Бұл жағдайда j x , J y компоненттері орташа мәннің айналасында ауытқиды. J z компонентінің максималды мәні дәл J. сонымен бірге бүкіл спин векторының J^2 квадраты J ( J + 1) болады . Сонымен, J = 1/ 2 кезінде тербелістерге байланысты барлық компоненттердің орташа квадраттық мәні
Лоренц түрлендіру кезінде спин векторы бағытын өзгертеді. Бұл бұрылыстың осі бөлшектің импульсіне және эталондық жүйелердің салыстырмалы жылдамдығына перпендикуляр.
Достарыңызбен бөлісу:
