Дәріс тезистері 1-дәріс. Атомның ядролық моделі

6.2. Электронның спині және магниттік моменті
Электрон меншікті механикалық импульс моменті – спинге ие. Спин Штерн
және Герлах тәжірибелерінде, яғни күшті біртекті емес магнит өрісі арқылы
s
-
күйде орналасқан сутегі атомының жіңішке шоғыры өткен кезде байқалды. Бұл
күйде
l
=
0
, импульс моменті
⃗
L
0
=ℏ
√
l
(
l
+
1
)=
0
және магнит өрісі атомның
қозғалысына әсер етпеуі қажет. Бірақ та атомдар шоғыры екі шоғырға ажырайды,
олай болса электронның орбиталды қозғалысына тәуелсіз механикалық моменттің
кеңістіктік квантталуы байқалды.
Көбіне электронның спинін қатты шардың өз өсінен айналуымен
байланысқан импульс моменті деп елестетеді, бірақ мұндай модель өте қате
нәтижеге әкеледі – электрон бетіндегі сызықтық жылдамдық жарық
жылдамдығынан 200 есеге артады.
Сондықтан электронның спинін бөлшектің массасы, ал зарядталған
бөлшектің – заряды болатыны сияқты, олардың тағы спині бар деп микробөлшектің
ішкі ажырамаған кванттық қасиеті ретінде қарастыру керек.
⃗
L
s
спині механикалық момент сияқты 
⃗
L
s
=ℏ
√
s
(
s
+
1
)
заңымен квантталады, мұндағы
s
−
спиндік кванттық сан. Спиннің
L
sz
проекциясы
⃗
L
s
векторы
2
s
+
1
бағытта бола алатындай квантталады. Штерн
және Герлах тәжірибелері спиннің екі бағыты болатынын байқады, яғни
2
s
+
1
=
2
, осыдан 
s
=
1
/
2
.
L
sz
=ℏ
m
s
проекциясы, мұндағы
m
s
−
магниттік спиндік кванттық сан,
тек екі мәнді қабылдай алады: 
m
s
=±
1
/
2
.
23

Сонымен атомдағы электронның күйі төрт кванттық сандар жиынтығымен
анықталады:
Бас кванттық сан
n
(
n
=
1, 2, 3, ...
)
Орбиталды кванттық сан
l
(
l
=
0, 1, 2, ...
,
(
n
−
1
)
)
Магниттік кванттық сан
m
(
m
=−
l ,
...
,
−
1, 0, 1, ...
,
+
l
)
Магниттік спиндік
m
s
(
m
s
=+ 1
/
2,
−
1
/
2
)
24

жүктеу/скачать 5,99 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: