Атомы водородоподобные

Чтобы получить полный коэффициент непрерывного поглощения, к Ху следует присоединить коэффициент тормозного поглощения свободными электронами в поле ионизованных атомов — водородоподобных ионов , который дается формулой (5.21). Выражая в этой формуле произведение-М+Ме через число нейтральных атомов по формуле Саха (5.33) и имея в виду, что и gi = 2, N N1, перепишем коэффициент тормозного-поглощения в виде [c.233]

Найдем, в качестве примера, положение локальных разрешенных уровней примесных атомов V группы таблицы Менделеева в элементарных полупроводниках IV группы. Предположим, например, что в одном из узлов кристалла германия находится атом мышьяка, имеющий пять электронов в валентной оболочке. Четыре валентных электрона участвуют в образовании ковалентных связей с четырьмя соседними атомами германия.- Поскольку ковалентная связь является насыщенной, пятый электрон новой связи образовать не может. Находясь в кристалле, он сравнительно слабо взаимодействует с большим числом окружающих мышьяк атомов германия. Вследствие этого его связь с атомом As уменьшается и он движется по орбите большого радиуса. Его поведение подобно поведению электрона в атоме водорода. Таким образом, задача сводится к отысканию уровней энергии водородоподобного атома. При ее решении необходимо учесть следующие обстоятельства. Поскольку электрон движется не только в кулоновском поле иона мышьяка, но и в периодическом поле решетки, ему необходимо приписать эффективную массу т. Кроме того, взаимодействие электрона с атомным остатком As+, имеющим заряд Ze, происходит в твердом теле, обладающем диэлектрической проницаемостью г. С учетом этого потенциальная энергия электрона примесного атома [c.237]

Пользуясь водородоподобной моделью, можно оценить размеры области, в которой локализована волновая функция электрона, связанного с примесным атомом. Она определяется радиусом первой боровской орбиты, который находится из соотношения [c.238]

Механизм электронной упругой поляризации проще всего понять на примере водородоподобного атома. Если внешнее поле =0, то центр положительного заряда в атоме совпадает с центром отрицательного (рис. 8.2,а). Под действием электрического поля электронная оболочка сместится на некоторое расстояние, т. е. сместится геометрический центр отрицательного заряда. Обозначим смещение л (рис. 8.2,6). Атом находится в равновесии, если [c.278]

Выше мы предположили, что возвращающая сила является квазиупругой, т. е. Fi=kx. То, что при малых смещениях х это так, нетрудно показать на примере обсужденной водородоподобной модели атома. Из рис. 8.2 видно, что возвращающая сила Fy представляет собой проекцию силы притяжения между ядром и электроном на направление напряженности поля, т. е. [c.279]

Теория атома водорода была развита Бором. Рассмотрим, следуя Бору, водородоподобную систему, состоящую из ядра с зарядом Хе (для водорода Х= ) и движущегося вокруг него по круговой орбите электрона. Заметим, что с точки зрения классической теории такая система является неустойчивой, так как движение электрона по круговой орбите должно сопровождаться испусканием света. При этом энергия атомной системы уменьшается. Вместе с тем уменьшается и радиус орбиты, а также сокращается период обращения. Частота обращения и частота испускания непрерывно растут. Электрон, постоянно приближаясь к ядру, должен упасть на него, после чего атом прекратит свое существование. Итак, по законам классической электродинамики атом должен быть неустойчив и в течение своего существования должен испускать непрерывный спектр, что противоречит опыту. [c.231]

Термины диаметр атома и межатомные расстояния не обсуждаются намеренно. Вся сложность состоит в том, что с точки зрения квантовой механики изолированный атом не имеет строго определенного размера. Действительно, даже в самом простейшем случае (электрон в атоме водорода, электрон в водородоподобном ионе) радиальная волновая функция имеет следующий вид [c.19]

У легких элементов изотопическое смещение обусловлено зависимостью энергии уровней от массы ядра массовый эффект в изотопическом смещении). Учет движения ядра вокруг общего центра масс атома наиболее легко произвести для систем с одним электроном — водорода и водородоподобных ионов. В этом случае он сводится к замене универсальной постоянной Ридберга на величину [c.70]

С помощью этого правила квантования нетрудно найти круговые стационарные орбиты водородоподобного атома и соответствующие энергии. В водородоподобном атоме электрон с зарядом е вращается вокруг ядра с зарядом Ze. Масса ядра много больше массы электрона. Поэтому ядро можно считать неподвижным, а электрон-движущимся вокруг ядра по окружности радиуса г. [c.86]

Рассмотрим квантование эллиптических орбит водородоподобного атома. В качестве обобщенных координат выберем полярный угол ф и расстояние г электрона от начала координат совпадающего с точкой нахождения ядра, имеющего заряд eZ. Кинетическая энергия [c.87]

Спектр иона гелия. Простейшим после атома водорода водородоподобным атомом является ион гелия Не . Вокруг ядра с зарядом Z = 2 в этом атоме вращается один электрон. Формула (14.30) в рассматриваемом случае может быть записана следующим образом [c.89]

АТОМ ВОДОРОДА И ВОДОРОДОПОДОБНЫЕ АТОМЫ [c.187]

Водородоподобные атомы и системы [c.187]

Атом водорода и водородоподобные атомы [c.188]

Учитывая значения величин В и А, определенных в (30.2), находим следующее выражение для уровней энергии водородоподобного атома [c.189]

Окончательно волновые функции водородоподобного атома могут быть записаны в виде [c.191]

Дается классификация водородоподобных атомов и систем, описываются их свойства и количественные характеристики. [c.195]

Водородоподобными атомами и системами называются структуры, сос- [c.195]

Водородоподобные ионы н изотопы водорода. Водородоподобными ионами (в порядке возрастания Z) являются Не-" (Z = 2), Li+ (Z=3), Ве" " (Z = 4) и т.д. Из формул (30.46) и (30.24а) следует, что радиус первой боровской орбиты (и соответственно других орбит) в атомах Не, Li, Be в Z раз меньше, чем в атоме водорода, а ионизационный потенциал в Z раз больше, если пренебречь небольшой поправкой па изменение приведенной массы. [c.195]

Понятие ридберговского атома относится не только к водородоподобному атому. Внешний электрон в сильно возбужденном состоянии находится далеко от ядра и окружающего ядро электронного облака остальных электронов, которые в совокупности для него составляют заряженную область. Если электрон в своем движении не проникает существенно в эту область, то можно считать, что он движется в кулоновском поле с эффективным зарядом Z = 1, и воспользоваться результатами, полученными для ридберговских состояний атома водорода. Изучение ридберговских состояний атомов имеет большое значение для радиоастрономии, физики плазмы и лазерной физики. [c.198]

Таким образом, щелочные атомы являются водородоподобными атомами, однако не полностью. Дело в том, что внешний электрон несколько деформирует оболочку первых Z — I электронов и несколько искажает их поле. Поэтому потенциальную энергию валентного электрона можно представить в виде [c.199]

Прежде чем объяснить возникновение хара1стеристических рентгеновских лучей, определим, исходя из постулата Бора, полную энергию водородоподобного атома (иона, имеющего единственный [c.159]

Атом позитрония — это водородоподобный атом без протона, состоящий из позитрона и электрона. Позитрон — частица с массой, равной массе электрона, но имеющая положительный заряд е. Из уравнения (51) следует, что линейчатые спектры атомарного водорода и позитрония сходны (рис. 9.11), а их различие обусловлено только тем обстоятельством, что приведенная масса атома позитрония составляет около половины [c.282]

Однако помимо мелких уровней, определяемых соотношением (2.69), в полупроводниках имеются локальные уровни, лежащие на значительно больших расстояниях от энергетических зон. Эти глубокие уровни нельзя объяснить водородоподобной моделью и приходится считать, что электроны в таких атомах примеси слабо В(Эаимодействуют с атомами основного вещества, а орбита электрона примесного атома имеет малый радиус. Глубокие примесные уровни играют больщую роль в протекании неравновесных процессов. [c.93]

Ширина спектральных линий в полом катоде обусловлена в основном доплеровским уширением. Для его уменьшения прибегают к охлаждению катода. Вследствие выделения тепла при разряде температура газа внутри полости катода может быть заметно выше температуры его стенок. Для линий водородоподобных атомов, сильно подверженных эффекту Штарка, может оказаться существенным их уширение заряженными частицами в плазме. Резонансные линии элементов нередко испытывают уширение вследствие самопоглощения. (Об уширенин спектральных линий см. задачу 17 I.) [c.74]

На рис. 98 схематически показана простейшая атомная система с одним электроном (атом водорода или водородоподобный ион), какой она представляется в теории Бора. Поле в атоме водорода можно считать число кулоновским. Состояния с различными значениями побочного квантового числа I и одинаковыми главными квантовыми числами и в атоме водорода вырождены и обладают практически одинаковыми энергиями. Орбита электрона в кулоновском поле не совершает прецессии вокруг ядра, а имеет вполне определенное положение. Электрон, обращаясь по орбите, наиболее медленно движется вдали от ядра. Поэтому электрический центр тяжести орбиты электрона находится в точке С. Такая атомная система обладает стационарным дипольным моментом. В этом случае наблюдается линейный игтарк-эффект — линейная зависимость расщепления линий от величины электрического поля. [c.264]

Квадратичный штарк-эффект может наблюдаться и в атомных систе.мах с одним электроном (в атоме водорода и в водородоподобных ионах). В этом случае дополнительная энергия, пропорциональная < , обусловлена взаимодействием некоторых уровней атома, возмущающих друг друга. Это имеет место, когда энергия взаимодействия атома с полем становится сравнимой с энергетическим расстоянием между соседними уровнями. Например, в водородном атоме имеется очень малое тонкое расщепление уровней. В очень слабых электрических полях штарковское смещение уровней меньше величины тонкого расщепления, и наблюдается линейный эффект Штарка. При увеличении поля в результате возрастающего щтарковского расщепления уровней происходит их сближение. Они начинают взаимодействовать друг с другом. Наиболее сильно взаимодействуют уровни с одинаковым главным квантовым числом п, но с разными побочными квантовыми числами I, различающимися на единицу. Например, уровень Р, у которого 1=1, сильно возмущается близкими уровнями 8 и имеющими соответственно 1=6 и 1 = 2. В результате такого взаимодействия к линейному штарк-эффекту добавляется квадратичный. [c.265]

Линейный штарк-эффект, аналогичный описанному, может наблюдаться и в случае сложных атомов. Для этого необходимо, чтобы рассматриваемые уровни были водородоподобны, т. е. для них можно было бы пренебречь тонким расщеплением. В атомах многих элементов водородоподобными являются уровни с большим побочным квантовым числом / (уровни ) и f) и среди них — особенно уровн1г с высоким главным квантовым числом п. [c.268]

Для атома водорода и водородоподобных ионов уширение линий при линейном штарк-эффекте вполне удовлетворительно объясняется статистической теорией. Согласно этой теории расщепление линий, описываемое функцией /(< , V), происходит как бы в однородном поле с напряженностью ( , вызываемом квазинепо-движными заряженными частицами (ионами). Имеется некоторая вероятность (ё) существования напряженности поля, вызывающей появление в излучении частоты V. В этом случае контур линии рассчитывается статистически через вероятность < ё) [c.269]

Потенциалом ионизации частицы называют ту минимальную энергию, которая затрачивается на перевод ее валентного электрона в непрерывный спектр. В табл. 19.1 представлены значения потенциала ионизации нейтральных атомных частиц, полученные главным образом в результате экстраполяции к границе непрерывного спектра атома серий оптических переходов, инициируемых с помощью различных источников возбуждения. При этом либо находят предельное значение известной функции (например, формулы Ритца), аппроксимирующей высоковозбужденные (ридберговские) уровни энергии атомной частицы, либо сравнивают реальные уровни с водородоподобными, внося поправки на поляризацию атомного остова [1]. Поэтому помимо потенциала ионизации атома, эВ, приведены также предельные значения для серий оптических переходов, см , отсчитанные от уровня основ- [c.411]

Учет движемия ядра. Это различие обусловлено конечностью массы ядра. При расчете водородоподобного атома, приведшего к формуле (14.19), предполагалось, что ядро неподвижно, т. е. имеет бесконечную массу. [c.90]

Водородоподобными атомами и системами называются структуры, состоящие из двух точечных масс, между которыми действуют злектрические силы притяжения. К ним относятся водородоподобные ионы и изотопы водорода, позитроний и мюоний, мюонные атомы, адронные атомы. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...