Bài giảng Vật lý đại cương - Vật lý nguyên tử phần 1

Vật lý có quan hệ mật thiết với toán học. Các lý thuyết vật lý là bất biến khi biểu diễn dưới dạng các quan hệ toán học, và sự xuất hiện của toán học trong các thuyết vật lý cũng thường phức tạp hơn trong các ngành khoa học khác. Sự khác biệt giữa vật lý và toán học là ở chỗ, vật lý luôn gắn liền với thế giới tự nhiên, trong khi toán học lại biểu diễn các mô hình trừu tượng độc lập với thế giới tự nhiên. Tuy vậy, sự khác biệt không phải lúc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương - Vật lý nguyên tử phần 1Bμi gi¶ng VËt lý ®¹i c−¬ng T¸c gi¶: PGS. TS §ç Ngäc UÊn ViÖn VËt lý kü thuËt Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi Ch−¬ng 7VËt lý nguyªn tö 1. Nguyªn tö hydro zChuyÓn ®éng cña ®iÖn tö e 2 Ze r- θtrong nguyªn tö hydro U=− 4πε 0 r 0 +1.1 Ph−¬ng tr×nh y ϕSchrodinger x ψ = ψ( r , θ, ϕ) Ze 2 2m Δψ + 2 ( E + )ψ = 0 4πε 0 r h x=r.sinθcosϕ y=r.sinθsinϕ z=rcosθ 1 ∂ 2 ∂ψ ∂ ∂ψ 1 )+ 2 (sin θ ) + (r r ∂r ∂r r sin θ ∂θ ∂θ 2 ∂ 2 ψ 2m Ze 2 1 + 2 (E + )ψ = 0 r sin θ ∂ϕ 4πε 0 r 2 2 2 hψ = R ( r ) Y ( θ, ϕ) 2 2 1 d 2 dR 2mr Ze ) + 2 (E + )=λ (r 4πε 0 r R dr dr h ∂ ∂Y ∂2Y 1 1 (sin θ )+ = −λ Y sin θ ∂θ ∂θ Y sin θ ∂ϕ 2 2R = R nl ( r ) Y = Ylm ( θ, ϕ) λ = l(l + 1)ψ nlm = R nl ( r ) Ylm ( θ, ϕ) n= 1, 2, 3, ...Sè l−îng tö chÝnh l = 0, 1, 2, ...n-1 Sè l−îng tö quÜ ®¹o m = 0,±1,±2,...,± l Sè l−îng tö tõ Zr 1 − Z − a0 3/ 2 = 2( ) Y0,0 = ( 4 π) 2 R 1,0 e a0 4 m ee Rh R = = 3,27.1015 s −1En = − 2 4π( 4πε 0 ) h 24 n 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=13,5eVc. Tr¹ng th¸i l−îng tö:ψ n ,l ,m ( r , θ, ϕ) = R nl ( r ).Ylm ( θ, ϕ) l Tr¹ng th¸i 0 sn, l , m. n=1 c¬ së, 1 pn>=2 møc suy biÕn n2 n −1 2 d ∑ ( 2l + 1) = n 2 3 f l =0 d. MËt ®é x¸c suÊt t×m h¹t X¸c suÊt t×m h¹t theo thÓ tÝch: ∫ | ψ | dv = ∫ | ψ nlm ( r, θ, ϕ) | r sin θdrdθdϕ 2 22 dϕX¸c suÊt t×m h¹t theo drb¸n kÝnh: .∫ 2 2 R ( r ) r dr dθ nlMËt ®é x¸c suÊt theo b¸n kÝnh 2 Zr − Z a0 2 2 3 ρ1,0 = R 1,0 .r = 4( ) e 2 .r a0 ρ1,0 ( r ) 2 Zrdρ1,0 − Z Zr a0 3 = 4( ) e .2r (1 - ) = 0 dr a0 a0§èi víi H, Z=1 cã r=0 vμ r=a0. r e. Gi¶i thÝch quang phæ H a0=0,53.10-10m Cùc tÝm B¸n kÝnh Bohr 1 1υ = R ( 2 − 2 ) Liman υ = R ( 1 − 1 ) Perfund Hång ngo¹i! 1 n 52 n 2 ∞ 1 1 υ = R ( 2 − 2 ) Bracket 4 n n=6 1 1 O υ = R ( 2 − 2 ) Pasen n=5 N 3 n n=4 1 1 n=3 M υ = R ( 2 − 2 ) Banme n=2 L 2 n ...