Состояние атома водорода энергетическое основное

Например, вычисления показывают, что магнитное взаимодействие между магнитными моментами электрона и протона в атоме водорода приводит к сверхтонкому расщеплению уровня энергии основного состояния атома водорода. Энергетический интервал АЕ между двумя подуровнями оказывается пропорциональным постоянной тонкой структуры а и скалярному произведению единичных векторов Ы1 и и 2, характеризующих направления магнитных моментов. [c.139]

Переход атома водорода из основного, самого низкого состояния, соответствующего энергии ], в то или иное возбужденное состояние с энергией 2, з. -, ц происходит при взаимодействии атома с какой-либо частицей, в частности, с другими ато-ма.ми или квантом света. С увеличением главного квантового числа энергетические уровни сходятся к ионизационному пределу, который для атома водорода равен 13,6 эВ (рис. 1.6). При сообщении атому больших энергий происходит отрыв электрона (ионизация). [c.22]

Пример расчета. В качестве примера применения метода Флоке отметим расчет энергетического спектра фотоэлектронов, образующихся при ионизации основного состояния атома водорода импульсом лазерного излучения с максимальной интенсивностью 8 10 Вт/см и длиной волны 608 нм [2.26]. Длительность импульса составила 500 фс. Эти условия соответствуют данным эксперимента [2.27 . [c.49]

Первое направление предполагает исследование кинетики заселения и релаксации энергетических уровней в ходе тех или иных химических реакций, протекающих в плазменных смесях. В качестве примера укажем химические реакции, обеспечивающие быстрый уход атомов водорода из основного состояния [73] [c.85]

Энергия Е электрона в атоме водорода зависит только от одного главного квантового числа п. Главным квантовым числом называется целое число, которое определяет энергетические уровни электрона в атоме водорода. Энергетический уровень при п==1 называется основным энергетическим состоянием [нормальное состояние атома). -Энергетические уровни при п> называются возбужденными энергетическими состояниями возбужденные состояния атома). [c.445]

На рис. 2.2 изображена схема энергетических уровней простейшей атомной системы, состоящей из протона и электрона, которые в связанном состоянии образуют атом водорода. За нуль энергии принята, как обычно, граница между свободным и связанным состояниями электрона, так что в связанном состоянии энергия отрицательна. В связанном состоянии электрон может находиться только на определенных, дискретных энергетических уровнях. Основное состояние системы протон — электрон имеет энергию = —13,5 эе, равную по абсолютной величине потенциалу ионизации атома водорода. В свободном состоянии с положительной энергией (ионизованный атом водорода) электрон может обладать любой энергией, так что энергетический спектр непрерывен. [c.100]

Расчет этого выражения в явном виде возможен только для атома водорода. При Т 300 К населенностью всех вышележащих состояний в атоме водорода можно пренебречь (поскольку расстояние между основным и первым возбужденным энергетическими уровнями в атоме водорода очень велико) [c.119]

Попытаемся определить зависимость спина двухэлектронной системы от величины энергетического расщепления между синглетом и триплетом. Правда, способ нахождения такой зависимости более сложен, чем это необходимо для описания нашего простого случая, однако он играет фундаментальную роль при рассмотрении энергетики спиновых конфигураций в реальных твердых диэлектриках. Сначала следует отметить, что если два протона находятся далеко друг от друга, то основное состояние отвечает двум независимым атомам водорода. Следовательно, оно четырехкратно вырождено, так как у каждого электрона могут быть две ориентации спина. Рассмотрим теперь протоны, расположенные немного ближе друг к другу, так что появляется расщепление Е ф () четырехкратно вырожденного состояния, обусловленное взаимодействием между атомами. Это расщепление, однако, мало но сравнению с энергиями всех других возбужденных состояний двухэлектронной системы. При таких условиях указанные четыре состояния определяют многие основные свойства молекулы 2). Поэтому описание часто упрощают, совершенно пренебрегая состояниями, лежащими выше по энергии, и рассматривают молекулу как систему с четырьмя состояниями. Если мы будем описывать любое состояние молекулы как линейную комбинацию четырех низших состояний, то удобно построить оператор — так называемый спиновый гамильтониан, который обладает следующими свойствами. Собственные значения спинового гамильтониана для рассматриваемой совокупности четырех состояний совпадают с собственными значениями исходного гамильтониана, а его собственные функции определяют спин соответствующих состояний. [c.294]

Орбитой электрона в атоме называется геометрическое место точек, в которых с наибольшей вероятностью можно обнаружить электрон. Другими словами, это — геометрическое место точек, где плотность электронного облака наибольшая. В атоме водорода вероятность w r) найти электрон в основном энергетическом состоянии на расстоянии г от ядра имеет вид, изображенный на рис. VI.2.5. Вероятность w r) имеет наибольшее значение на таком расстоянии от ядра, которое совпадает с радиусом первой боровской орбиты ао в атоме водорода (VI.2.5.Г). [c.446]

В область радиочастот попадает также излучение, происходящее при переходах между сверхтонкими энергетическими уровнями атомов или между подуровнями возникающими в магнитном поле (зеемановские подуровни). Так, переходу, между двумя сверхтонкими подуровнями основного состояния водорода (Н1) 1 соответствует электромагнитное излучение с частотой v= 1420,4 M.ZU,, Х=21 см. Оно наблюдается астрономами в виде интенсивного излучения межзвездного пространства. [c.566]

Сверхтонкое взаимодействие в атоме приводит к расщеплению энергетического уровня основного состояния. Например, для водорода оно равно 1420 МГц это как раз частота радиоизлучения космического атомного водорода. [c.608]

Проведенные исследования позволили создать новый эталон секунды, основанный на способности атомов излучать и поглощать энергию во время перехода между двумя энергетическими состояниями в области радиочастот. С появлением высокоточных кварцевых генераторов и развитием дальней радиосвязи появилась возможность реализации нового эталона секунды и единой шкалы мирового времени. В 1967 г. XIII Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое определение секунды как интервала времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующих резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями. Данное определение реализуется с помощью цезиевых реперов частоты [5 15]. Репер, v nn квантовый стандарт частоты, представляет собой устройство для точного воспроизведения частоты электромагнитных колебаний в сверхвысокочастотных и оптических спектрах, основанное на измерении частоты квантовых переходов атомов, ионов или молекул. В пассивных квантовых стандартах используются частоты спектральных линий поглощения, в активных — вынужденное испускание фотонов частицами. Применяются активные квантовые стандарты частоты на пучке молекул аммиака (так называемые молекулярные генераторы) и атомов водорода (водородные генераторы). Пассивные частоты выполняются на пучке атомов цезия (цезиевые реперы частоты). [c.35]

В первом приближении мы можем рассматривать энергетические уровни внедрённых атомов цинка, как если бы оии были свободными атомами в однородной поляризуемой среде. Как мы видели в предыдущем параграфе, основной эффект поляризуемости ) заключается в уменьшении расстояния между основным состоянием и континуумом. Предположим, что мы имеем атом водорода в среде, показатель преломления которой равен п. Тогда потенциал взаимодействия электрона и протона будет —где г—расстояние между центрами двух частиц. Наличие п в выражении для потенциальной энергии требует замены постоянной Ридберга R величиной где R есть нормальное значение для свободного атома. Показатель преломления окиси цинка примерно равен 2, так что следует ожидать уменьшения энергии ионизации примерно в десять раз (по порядку величины). Этот качественный результат может быть приложен к цинку, который имеет потенциал ионизации 9,36 еУ, т. е. энергия ионизации внедрённых атомов должна понизиться до 1 еУ. Однако наблюдаемое значение б в уравнении (112.1) ещё ниже, чем это значение. Например, для образцов, нагревавшихся длительное время в вакууме, е обычно меньше 0,01 еУ. Более того, Фрич (см. 37) нашёл, что е в уравнении 012-1) зависит от давления кислорода, и показал, что е увеличивается, когда плотность внедрённых атомов цинка уменьшается. Этот эффект указывает н то, что промежуточные атомы цинка взаимодействуют друг с другом и в некоторой степени уменьшают расстояние между связанными и свободными уровнями. Согласно измерениям Холл-эффекта плотность внедрённых атомов — величииа порядка 101 , так что это взаимодействие мыслимо только в том случае, если радиус внедрённых атомов в десять раз больше, чем радиус нормального атома цинка. Кроме того, радиус атома водорода в среде с показателем преломления п должен быть в л- раз больше, чем радиус нормального атома. Таким образом, возможно, что электроны внедрённых атомов движутся по очень большим орбитам, поскольку окружающая среда сильно поляризована. [c.494]

ОТ кулоновского потенциала в атоме водорода из-за влияния электронов друг на друга. Согласно законам общей физики потенциальная энергия электрона и, находящегося на определенной орбитали в поле сфериче-ски-симметричного распределения заряда, пропорциональна Z, где Z — полный заряд, содержащийся внутри сферы, радиус которой равен расстоянию от ядра до электрона. Этот заряд Z состоит из заряда самого ядра минус заряд электронов, находящихся на более близких к ядру орбиталях, чем рассматриваемый электрон. Однако на величину заряда Z, определяющего волновую функцию электрона на рассматриваемой орбитали и его энергию в многоэлектронном атоме, еще оказывает влияние степень проникновения волновой функции этой орбитали в заполненный остов. Поясним этот эффект. В водородоподобном атоме энергия электрона на данной орбитали определяется только главным квантовым числом п и полным зарядом Z Ze /я , то есть энергии, например, 2з- и 2р-орбиталей должны быть одинаковы. В многоэлектронном атоме ситуация иная. Так, например, у атома Ы уровень п = 2 (основное состояние третьего электрона) не является вырожденным, как это было в случае атома водорода. Вместо этого 25-состояния располагаются несколько ниже 2р-состояний. Основной причиной этой зависимости энергии от / является то обстоятельство, что волновая функция 25-электрона Ы проникает внутрь гелиевого остова больще, чем волновая функция 2р-электрона, и при этом заряд ядра экранируется меньще. Аналогичная ситуация наблюдается и в атоме Ма. Энергии 3 -, Зр-, Зй -орбиталей значительно различаются, а порядок их расположения в энергетическом пространстве следующий 3 , Зр, Зс1. Это связано с тем, что волновая функция З -электрона Ма значительно проникает внутрь неонового остова, при этом заряд ядра вместо того, чтобы экранироваться полностью электронами неонового остова, экранируется частично [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...