Вероятностный способ описания поведения частиц является единственно правильным способом описания свойств атомных систем – таков вывод современной физики.
Если атом переходит из одного квантового состояния в другое с испусканием (поглощением) фотона излучения, то возможны лишь такие переходы, для которых орбитальное квантовое число l изменяется на единицу. Это правило, согласно которому для оптических переходов 
, называется правилом отбора. Наличие этого правила обусловлено тем, что фотон уносит или вносит не только квант энергии, но и вполне определённый момент импульса, изменяющий орбитальное квантовое число электрона всегда на единицу.
т - магнитное квантовое число
В квантовом состоянии с заданным значением орбитального квантового числа l магнитное квантовое число может принимать ( 2l + 1 ) различных значений из ряда:
т = 0; 
Физический смысл магнитного квантового числа т вытекает из того, что волновая функция Ψ nlm ( r , θ, φ), описывающая квантовое состояние электрона в атоме водорода, является также и собственной функцией оператора проекции момента импульса 
.
Из определения собственной функции (см. Лекцию 7 ) получаем
Эту формулу называют формулой пространственного квантования.
Символы состояний
Различные состояния электрона в атоме принято обозначать малыми буквами латинского алфавита в зависимости от значения орбитального квантового числа l
| Квантовое число l | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Символ состояния | s | p | d | f | g | h |
Значение главного квантового числа п указывают перед символом состояния с данным числом l . Например, электрон, имеющий п = 3 и l =2 обозначают символом 3d . Последовательность имеет следующий вид:
1s (для п =1) 2s, 2p (для п = 2) 3s, 3p, 3d (для п = 3) и т.д.
Примеры некоторых нормированных волновых функций Ψ nlm для ряда квантовых состояний водородоподобных атомов
 |
Здесь 
. Z – заряд ядра , r – расстояние от центра атома ,
м - универсальная константа, равная 1-ому
боровскому радиусу электрона в атоме
водорода.
Образ атома в квантовой теории может быть представлен в виде облака плотности вероятности
w = 
Пространственное распределение плотности вероятности обнаружения электрона в различных квантовых состояниях атома водорода можно представить следующим образом
Орбитальный магнитный момент
Так как движущийся в классической теории Бора вокруг ядра электрон является заряженной частицей, то такое его движение обусловливает протекание некоторого замкнутого тока в атоме, который можно охарактеризовать орбитальным магнитным моментом рм .
Для расчёта орбитального магнитного момента в квантовой теории следует определять пространственную плотность электрического тока 
через плотность потока вероятности 
, где 
.
Связь механического и магнитного моментов определяется гиромагнитным отношением
.
Точный квантово-механический расчёт даёт (причём это же выражение получается и из теории Бора )
.
Тогда
. где
0,927.10-23 Дж/Тл - магнетон Бора – универсальная постоянная, служащая единицей измерения магнитных моментов атомов.
Возможные значения проекции магнитного момента атома на выделенное направление Z
.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 609; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!