Bμi giảng Vật lý đại cươngTác giả: PGS.. TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trường ĐH Bách khoa Hμ nội... = ρ Mật độ xác suất theo bán kính Xác suất tìm hạt theo thể tích:... Mômen động
Trang 1Bμi giảng Vật lý đại cương
Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn
Viện Vật lý kỹ thuật Trường ĐH Bách khoa Hμ nội
Trang 2Ch−¬ng 7 VËt lý nguyªn tö
Trang 31 Nguyên tử hydro
+
- e
x
y
z
0
r θ ϕ
Chuyển động của điện tử
trong nguyên tử hydro
r 4
Ze U
0
2
πε
ư
=
1.1 Phương trình
Schrodinger
0
) r 4
Ze E
(
m 2
0
2
πε
+ +
ψ
Δ
h
) ,
, r ( θ ϕ ψ
= ψ
x=r.sinθcosϕ y=r.sinθsinϕ z=rcosθ
0
) r 4
Ze E
(
m
2 sin
r
1
)
(sin sin
r
1 )
r
r
( r r
1
0
2 2
2
2 2
2
2
2 2
=
ψ πε
+
+ ϕ
∂
ψ
∂ θ
+ θ
∂
ψ
∂ θ θ
∂
∂ θ
+
∂
ψ
∂
∂
∂
h
Trang 4) ,
( Y ) r (
=
ψ
λ
= πε
+
r 4
Ze E
(
mr
2 )
dr
dR r
( dr
d R
1
0
2 2
2 2
h
λ
−
= ϕ
∂
∂ θ
+ θ
∂
∂ θ θ
∂
∂
2 2
Y sin
Y
1 )
Y (sin
sin Y
1
1) (
Y
= θ ϕ λ = +
= 0, 1, 2, n-1 Số l−ợng tử quĩ đạo
2
1 0
, 0 a
Zr 2
/ 3 0
0 ,
a
Z ( 2
π
=
) ,
( Y
) r (
m
l
l
±
±
±
= 0 , 1 , 2 , ,
n= 1, 2, 3, Số l−ợng tử chính
Trang 52 n
n
Rh
E = −
H»ng sè Ritbe
1.2 C¸c kÕt luËn:
a N¨ng l−îng gi¸n ®o¹n: L−îng tö ho¸
b N¨ng l−îng Ion ho¸
E=0-E1=Rh=2,185.10-18J=13,5eV
) ,
( Y
).
r ( R
) ,
, r
m
,
,
n, , m n=1 c¬ së,
n>=2 møc suy biÕn n2
∑−
=
= +
1 n
0
2
n )
1 2
(
l
l
Tr¹ng th¸i
0 s
1 p
2 d
3 f
1
15 4
2 0
4
s 10
27 ,
3 )
4 ( 4
= πε
π
=
h
e
m R
l l
c Tr¹ng th¸i l−îng tö:
Trang 6∫ | ψ |2 dv = ∫ | ψnlm ( r , θ , ϕ ) |2 r 2 sin θ drd θ d ϕ
d Mật độ xác suất tìm hạt
∫ R 2nl ( r ) r 2dr
Xác suất tìm hạt theo
bán kính:
.r2
0 a
Zr
2 3
0
2 0
, 1
2 0
,
a
Z ( 4 r
= ρ
Mật độ xác suất theo bán kính
Xác suất tìm hạt theo thể tích:
.
dθ
dϕ dr
Trang 70 )
e
) a
Z (
4 dr
d
0
a
Zr
2 3
0
0
,
0
a
Zr
-(1 2r
§èi víi H, Z=1 cã r=0 vμ r=a0
) r
( 0 , 1 ρ
r
a0=0,53.10-10m B¸n kÝnh Bohr
e Gi¶i thÝch quang phæ H
K
∞
O
L
N
M
n=6 n=5 n=4 n=3 n=2
n=1
Liman
) n
1 1
1 (
R 2 − 2
=
n
1 5
1 (
= υ
Bracket
) n
1 4
1 (
R 2 − 2
= υ
Pasen
) n
1 3
1 (
R 2 − 2
= υ
Banme
) n
1 2
1 (
= υ
Cùc tÝm
¸nh s¸ng nhÝn thÊy
Trang 82 Nguyªn tö kim lo¹i kiÒm
2.1 N¨ng l−îng cña ®iÖn tö ho¸ trÞ trong
nguyªn tö kim lo¹i kiÒm
+
-
-Na
+
-Li
+
-H
§iÖn tö ho¸ trÞ t−¬ng t¸c víi h¹t nh©n vμ c¸c
®iÖn líp trong (víi lâi nguyªn tö)
l
Δ N¨ng l−îng tÝnh t−¬ng tù nh− cña H vμ thªm phÇn bæ chÝnh
Trang 9Z Nguyªn tè Δs Δp Δd Δf
3 Li -0,412 -0,041 -0,002 0
11 Na -1,373 -0,883 -0,010 -0,001
2 n
) n
(
Rh W
l
l = − + Δ
phô thuéc vμo sè l−îng tö l vμ nguyªn tè
l
Δ
1S
2S
2P n=2
n=1
3S 3P3D
n=3
Trang 102.2 Tr¹ng th¸i vμ møc n¨ng
l−îng bÞ t¸ch
n Tr¹ng th¸i Møc n¨ng l−îng Líp
1 0 1s 1S K
2 0 2s 2S L
1 2p 2P
1 3p 3P
2 3d 3D
l
Trang 112.3 Quang phæ cña kim lo¹i kiÒm
Khi ph¸t x¹ photon: §iÖn tö chuyÓn tõ møc cao xuèng thÊp h¬n Vμ
4D 4P 4S 3D
3P
3S
2P
2S
4F
Li
Na
5S
5P
D·y C¬ b¶n: hν = 3D-nF
hν = 3D-nP
D·y Phô I : hν = 2P- nD
D·y phô II: hν = 2P- nS Li
hν = 3P-nS Na
D·y chÝnh : hν = 2S- nP Li
hν = 3S- nP Na
1
±
= Δl
S, P, D møc n¨ng l−îng
Trang 122.4 Mômen động lượng vμ mômen
từ của điện tử chuyển động quanh
hạt nhân
Mômen động lượng/orbital: Quĩ đạo không xác
định -> véc tơ mômen không xác định Giá trị
xác định: L = l(l + 1).h
= 0, 1, 2, , n-1 Số lượng tử quĩ đạo Hình chiếu lên phương bất kỳ:
h m
Lz = m=0, ±1, ±2
Mômen động lượng vμ hình chiếu của nó đều
bị lượng tử hoá
l
l
±
