![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Электрона в атоме водорода удовлетворяет функция вида
где, как можно показать, ким радиусом а (см. (212.2)) для атома водорода, С — некоторая постоянная, определяемая из условия нормировки вероятностей (216.3). Благодаря сферической симметрии Нормировки вероятностей (216.3) с учетом (224.1),
После интегрирования получим
Подставив выражение (224.2) в формулу (224.1), определим нормированную волновую функцию, отвечающую
Подставив в эту формулу волновую функцию (224.3), получим Вычислим те расстояния r max от ядра, на которых электрон может быть обнаружен с наибольшей вероятностью. Исследуя выражение
Спин электрона. Спиновое квантовое число О. Штерн и В. Герлах, проводя прямые измерения магнитных моментов (см. § 131), обнаружили в 1922 г., что узкий пучок атомов водорода, заведомо находящихся в s-состоянии, в неоднородном магнитном поле расщепляется на два пучка. В этом состоянии момент импульса электрона равен нулю (см. (223.4)). Магнитный момент
атома, связанный с орбитальным движением электрона, пропорционален механическому моменту (см. (131.3)), поэтому он равен нулю и магнитное поле не должно оказывать влияния на движение атомов водорода в основном состоянии, т. е. расщепления быть не должно. Однако в дальнейшем при применении спектральных приборов с большой разрешающей способностью было доказано, что спектральные линии атома водорода обнаруживают тонкую структуру (являются дублетами) даже в отсутствие магнитного поля. Для объяснения тонкой структуры спектральных линий, а также ряда других трудностей в атомной физике американские физики Д. Уленбек (1900—1974) и С. Гаудсмит (1902—1979) предположили, что электрон обладает собственным неунич-тожиным механическим моментом импульса, не связанным с движением электрона в пространстве, — спином (см. § 131). Спин электрона (и всех других микрочастиц) — квантовая величина, у нее нет классического аналога; это внутреннее неотъемлемое свойство электрона, подобное его заряду и массе. Если электрону приписывается собственный механический момент импульса (спин) Ls, то ему соответствует собственный магнитный моментPms. Согласно общим выводам квантовой механики, спин квантуется по закону где s — спиновое квантовое число. По аналогии с орбитальным моментом импульса, проекция и Герлаха наблюдались только две ориентации, то спина на направление внешнего магнитного поля, являясь квантованной величиной, определяется выражением, аналогичным (223.6): где т, — магнитное спиновое квантовое число; оно может'иметь только два значения: Таким образом, опытные данные привели к необходимости характеризовать электроны (и микрочастицы вообще) добавочной внутренней степенью свободы. Поэтому для полного описания состояния электрона в атоме необходимо наряду с главным, орбитальным и магнитным квантовыми числами задавать еще магнитное спиновое квантовое число. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-04; Просмотров: 420; Нарушение авторского права страницы