Строение атома и молекул Основные формулы и задачи

Маршрутизация в локальных сетях Компьютерная сеть

ПРОСТЕЙШИЕ СЛУЧАИ ДВИЖЕНИЯ МИКРОЧАСТИЦ

Одномерное временное уравнение Шредингера

где i мнимая единица (); mмасса частицы; ψ (х, t)— волновая функция, описывающая состояние частицы.

Волновая функция, описывающая одномерное движение свобод­ной частицы,

W(x,t) = Aexp(px – Et),

где А — амплитуда волны де Бройля; р — импульс частицы; Е — энергия частицы. 

Одномерное уравнение Шредингера для стационарных состояний [an error occurred while processing this directive]

где Е — полная энергия частицы; U (x) - потенциальная энергия;

ψ (x) —  координатная (или амплитудная) часть волновой функции

Для случая трех измерений ψ(x, y, z,) уравнение Шредингера

 или в операторной форме

, где — оператор Лапласа

При решении уравнения Шредингера следует иметь в виду стан­дартные условия которым должна удовлетворять волновая функция: конечность (во всем пространстве), однозначность, непроч­ность самой ψ - функции и ее первой производной.

· Вероятность dW обнаружить частицу в интервале от х до x + dx (в одномерном случае) выражается формулой

dW = [ψ(x)] 2 dx

  где [y (x)]2— плотность вероятности.

Вероятность W обнаружить частицу в интервале от х1 до х2 находится интегрированием dW в указанных пределах 

W=[y(x)2­ dx

· Собственное значение энергии Еn частицы, находящейся на n-м энергетическом уровне в бесконечно глубоком одномерном прямоугольном потенициальеом ящике, определяется формулой

 (n = 1, 2, 3, …)

где l — ширина потенциального ящика.

 

СТРОЕНИЕ АТОМА

СПЕКТРЫ МОЛЕКУЛ

ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА МИКРОЧАСТИЦ

 

Пример. Электрон, начальной скоростью которого можно пренебречь, прошел ускоряющую разность потенциалов U. Найти длину волны де Бройля l для двух случаев: 1) U1= = 51 кВ; 2) U2 = 510 кВ.

Пример . На узкую щель шириной а = 1 мкм направлен парал­лельный пучок электронов, имеющих скорость = 3,65 Мм/с. Учи­тывая волновые свойства электронов, определить расстояние х между двумя максимумами интенсивности первого порядка в дифракционной картине, полученной на экране, отстоящем на L = 10 см от щели.

Пример. Собственная угловая частота  w колебаний молекулы НС1 равна 5,63×1014 с-1, коэффициент ангармоничности g = 0,0201. Определить: 1) энергию DE2, 1(в электрон-вольтах) перехода моле­кулы с первого на второй колебательный энергетический уровень

Франческо Бартоломео Растрелли (1700-1771)

Пример. Для молекулы HF определить: 1) момент инерции J, если межъядерное расстояние d = 91,7 им; 2) вращательную посто­янную В; 3) энергию, необходимую для возбуждения молекулы на первый вращательный уровень.

Пример. Терм 2P3/2 расшифровывается следующим образом:мультиплетность 2S + 1 = 2; следовательно, S = 1/2, символу Р соответствует L = 1, a J=3/2.

Пример. Электрон с энергией E = 4,9 эВ движется в положи­тельном направлении оси х (рис. 46.3). Высота U потенциального барьера равна 5 эв. при какой ши­рине d барьера вероятность W про­хождения электрона через него бу­дет равна 0,2?

Пример. Моноэнергетический поток электронов (E=100эВ) падает на низкий * прямоугольный потенциальный баpьеp бeсконечной ширины (рис. 46.1). Определить высо­ту потенциального барь­ера U, если известно, что 4 % падающих на барьер электронов отра­жается .

Пример. Электрон находится в бесконечно глубоком одно­мерном прямоугольном потенциальном ящике шириной /. Вычис­лить вероятность того, что электрон, находящийся в возбужденном состоянии (п=2), будет обнаружен в средней трети ящика.

Пример Используя соотношение неопределенностей энергии и времени, определить естественную ширину ∆λ спектральной линии излучения атома при переходе его из воз­бужденного состояния в основное. Сред­нее время τ жизни атома в возбужденном состоянии принять равным 10-8 с, а дли­ну волны λ излучения—равной 600 нм.

Пример. Кинетическая энергия Т электрона в атоме водорода составляет величину порядка 10 эВ. Используя соотношение неопре­деленностей, оценить минимальные линейные размеры атома.

Пример На грань кристалла никеля падает параллельный пучок электронов. Кристалл поворачивают так, что угол скольже­ния θ изменяется. Когда этот угол делается равным 64°, наблюдается максимальное отражение электронов, соответствующее дифракцион­ному максимуму первого порядка. Принимая расстояние d между атомными плоскостями кристалла равным 200 пм, определить длину волны де Бройля λ электронов и их скорость ν.

 

 

 

 

Математика Примеры решения задач физика