Дискретність - енергетичні рівні
Дискретність енергетичних рівнів з необхідністю призводить до дискретності спектрів випромінювання і поглинання енергії. [1]
Дискретність енергетичних рівнів в атомах обумовлена квантово-механічним характером руху злектронную. У молекулах також є певні енергетичні рівні злектронную. Однак крім руху електронів в молекулах можливо ще переміщення атомних ядер один щодо одного - коливання ядер і обертання їх навколо центру мас. Енергія цих видів руху в молекулі теж квантів, однак з огляду на значно більшої маси ядер енергетичні рівні в молекулах розташовані дуже близько один до одного. [2]
Дискретність енергетичних рівнів в атомах обумовлена квантово-механічним характером руху електронів. У молекулах також є певні енергетичні рівні електронів. Однак крім руху електронів в молекулах можливо ще переміщення атомних ядер один щодо одного - коливання ядер і обертання їх навколо центру мас. Енергія цих видів руху в молекулі теж квантів, однак з огляду на значно більшої маси ядер енергетичні рівні в молекулах розташовані дуже близько один до одного. [3]
Дискретність енергетичних рівнів призводить до дискретності частот випромінюваного спектра. [4]
І дискретність енергетичних рівнів. і наявність ненульовий енергії осцилятора підтверджуються спостереженнями інфрачервоних спектрів молекул (див. § 6 гл. [5]
Дійсно, дискретність енергетичних рівнів. приймається в квантової теорії, лише побічно пов'язана з прагненням ентропії до нуля. Точніше кажучи, дискретність рівнів сама по собі не означає, що спадання ентропії може бути помітно при температурах, досяжних в експерименті, оскільки енергетичні рівні великих (макроскопічних) систем розташовані дуже близько один до одного, щоб їх можна було розрізняти в термодинамічних експериментах. Навіть при самій низькій температурі, досягнутої в експериментах, не можна, взагалі кажучи, стверджувати, що система знаходиться в своєму найнижчому квантовому стані. Проте виміряні на досвіді криві AS (Г), якщо їх екстраполювати, починаючи від експериментально досяжних температур, прагнуть до нуля в міру спадання температури. Пояснення полягає в тому, що асимптотичні закони термодинаміки при Т - Про визначаються щільністю енергетичних рівнів поблизу стану з найнижчою енергією. Щільності рівнів всіх відомих систем дійсно прагнуть до нуля зі зменшенням енергії таким чином, що ентропія прагне до нуля при цих температурах. [6]
Практичним доказом дискретності енергетичних рівнів електронів в атомах служать спектри рентгенівських променів. Спектри ці бувають двох видів: суцільні, або безперервні, і лінійчатих, або характеристичні. Спектри можна спостерігати за допомогою рентгенівської трубки; схема її найпростішої конструкції представлена на рис. 1.10. Між анодом (електрод) і катодом трубки підтримується різниця потенціалів порядку декількох десятків кіловольт. Як анода вибирають матеріал, рентгенівський спектр якого досліджується. У звичайних рентгенівських трубках використовують матеріали з великим атомним номером. При поступовому збільшенні напруги на трубці спочатку спостерігається суцільний спектр, а при великих, порядку декількох кіловольт, напружених - лінійчатий. [7]
Дискретність численних проявів природи пояснюється дискретністю енергетичних рівнів. Потік електронів в корозійної парі відповідно до гіпотези де Бройля розглядається як потік, що володіє хвильової природою. Однак прояв дискретності спостерігається не тільки у внутрішніх контурах корозійних пар (мікросистема), але також, наприклад, уздовж траси підземного металевого трубопроводу (макросистема), прокладеного в грунтах різної агресивності. Відомо, що на окремих ділянках магістралі інтенсивність розвитку корозійних каверн в стінках трубопроводу буде різною. [8]
Основним постулатом квантової теорії є припущення про дискретності енергетичних рівнів атомів і молекул. Спектри з'являються при випущенні або поглинанні певного кванта випромінювання внаслідок переходів між певними рівнями енергії. На вертикальній осі відкладені одиниці енергії в довільній шкалі. Перехід від стану, позначеного А, в стан, позначене В, відбувається при поглинанні кванта випромінювання. [9]
У попередньому розділі вже згадувалося, що дискретність енергетичних рівнів мікрочастинки. що знаходиться в будь-якої потенційної ямі, чітко проявляється в спектрах випромінювання і поглинання атомів, молекул, ядер. [10]
Слід звернути увагу на те, що дискретність енергетичних рівнів одноелектронних частинок і введення цілочисельних квантових чисел не постулюється (теорія Бора), а природним чином випливає з рішення рівняння Шредінгера. [12]
На щойно розглянутому прикладі видно, що дискретність енергетичних рівнів викликана граничними умовами. Цей приклад показує, як дискретні квантові стани можуть бути зрозумілі з точки зору хвильової механіки. Щось подібне має бути і в атомі. [13]
Як уже зазначалося, дискретний спектр у-випромінювання обумовлений дискретністю енергетичних рівнів ядер атомів. Однак, як випливає з співвідношення невизначеностей (215.5), енергія збуджених станів ядра приймає значення в межах ДЕ / г / А /, де А / - час життя ядра в збудженому стані. [14]
Такий хід залежності анодного струму від прискорюючої напруги пояснюється дискретністю енергетичних рівнів атомів ртуті. [15]
Сторінки: 1 2 3
Поділитися посиланням: