|
7-ma’ruza: atom uchun bor nazariyasi. Bor postulatlari. Frank va gers tajribasi. Atom spektri. Reja
|
| bet | 2/3 | | Sana | 02.11.2023 | | Hajmi | 138.44 Kb. | | #93603 |
Bog'liq 7-ma\'ruza Qabul qildi axborotlarni himoyalash va antiviruslar haqida reja, 8c5d2dac-bfa4-4ab9-993a-073d71804bcf, 5-maruza (1), 15-maruza, Elektr-istemolchilari-turlari-va-xususiyatlari., Xalq pedagogikasi.Mutalipova M.J, 5 mavzu, Xulosa chiqarish tafakkurning shakli, 7-mavzu, 13 mavzu moliyasining nazariy asoslari — копия, tuychiyeva, 1666418974, KARIER AEROLOGIYASI O`razimbetov Ollobergan, ochiq kon ishlari texnologiyasi mexanizatsiyasi va kon ishlarini5.1-rasm. Rezerford tajribasi
Tajribalarda dΩ fazoviy burchak ostida sochilgan α - zarrachalarning nisbiy soni aniqlanadi:
(9)
bu ifoda Rezerford formulasi deyiladi.
Tajriba natijalariga asoslanib, ya’ni juda katta burchakka, hattoki orqaga qaytgan α - zarrachalarning mavjudligini tushuntirish uchun Rezerford atomning yadro modelini taklif qiladi. Unga asosan atom markazida musbat yadro va uning atrofida ma’lum orbitalarda joylashgan elektronlardan tashkil topgan.
Atomning bu modeli turg’unligini Bor postulatlari yordamida tushuntirib berish mumkin.
1913 yilda N.Bor quyidagi postulatlarni taklif qilgan:
1. Elektron atomda klassik mexanika nuqtai nazaridan mumkin bo’lgan cheksiz ko’p elektron orbitalaridan fa?atgina ma’lum kvant shartlarini ?anoatlantiruvchi diskret orbitalardagina mavjud bo’la oladi. Bu orbitalarda elektron tezlanish bilan harakat qilishiga haramasdan elektromagnit to’lqin (yorug’lik) chiharmaydi. Bu holatlarga statsionar (turg’un) holatlar deyiladi.
2. Elektron bir statsionar holatdan ikkinchisiga o’tganda energiyali yorug’likni chiharadi yoki yutadi:
(10)
yoki
(11)
Atomning diskret energiyaviy sathlari mavjudligini Frank va Gerts tajribalari tasdiqlagan.
Shisha ballon ichiga uncha katta bo’lmagan bosim ostida simob bug’lari to’ldiriladi. Katoddan chiqayotgan termoelektronlar tashqi maydon ta’sirida tezlashtiriladi. Tashqi tezlatuvchi potensialning qiymati 4,9 V ga karrali bo’lganda anod zanjiridagi tok kuchining keskin kamayib ketish hodisasi kuzatiladi. Tok kuchining bunday o’zgarishini energiyaviy sathlarning diskretligi natijasida atomlar energiyani faqat ma’lum portsiyalar tarzida yutishi bilan tushuntirish mumkin bo’ladi.
Endi, Bor nazariyasi bo’yicha vodorod atomini tushuntiramiz. Bor elektronning mumkin bo’lgan hamma orbitalardan faqat impul's momenti Plank doimiysi ga karrali bo’lganlarigina mavjud bo’ladi degan farazni ?ildi.
(12)
bu erda n bosh kvant soni deb ataladi.
Atom yadrosi maydonida harakatlanayotgan Ze zaryadli elektronni harab chi?aylik. Z=1 da bunday tizim vodorod atomiga aylanadi. N'yutonning ikkinchi qonuniga asosan me elektron massasining v2/r markazga intilma tezlanishga bo’lgan ko’paytmasi Kulon kuchiga tenglashishi kerak:
(13)
(12) va (13) dan v ni yo’qotib, elektronlarning fa?at diskret qiymatga ega bo’lgan orbitalardagina bo’lishini ko’rishimiz mumkin:
(14)
Vodorod atomining birinchi orbitasining radiusi r1=0,529 Ao ga teng bo’ladi.
Atomning ichki energiyasi elektronning kinetik energiyasi (yadro ?o’z?almas deb hisoblanadi) va yadro bilan o’zaro ta’sir potensial energiyalarining yig’indisidan iborat bo’ladi:
(15)
(13) ifodadan foydalansak:
(16)
hosil bo’ladi. Bu ifodaga r ning (14) dagi qiymatini qo’ysak:
(17)
(17) bilan aniqlanadigan energiyaviy sathlar joylashuvi rasmda ko’rsatilgandek bo’ladi.
Vodorod atomi (Z=1) n holatdan m holatga o’tganda chiharadigan yorug’lik
kvanti:
(18)
yoki chastotasi:
(19)
Bal'merning umumlashgan formulasidagi
Ridberg doimiysi uchun quyidagi qiymat hosil bo’ladi: (20)
Bor nazariyasi vodorodsimon atomlarning energetik holatlarini yaxshi tushuntirishiga haramasdan u ba’zi bir kamchiliklardan xoli emas edi. Bu nazariya na toza kvant, na klassik nazariya edi. Bu nazariya moddalarning to’lqin xususiyatlari aniqlangandan keyin atom hodisalarini tushuntirish uchun boshlan?ich nazariya rolini bajardi.
Yorug’likning tabiatini o’rganish jarayonida uning dualizm xususiyatiga ega ekanligi aniqlandi. Ba’zi hodisalarda yorug’lik o’zini to’lqin sifatida namoyon qilsa, ba’zi hodisalarni yorug’likning korpuskulyar tabiati bilan tushuntirish mumkin.
1924 yilda Lui de-Broyl' dualizm faqat optikaviy hodisalarga xos bo’lmasdan, balki u universal ahamiyatga egadir. Ya’ni moddaning zarralari korpuskulyar xususiyat bilan birga to’lqin tabiatiga ham ega bo’ladi deb faraz qilgan.
Ma’lumki foton energiyaga va impul'sga ega.
De-Broyl' nazariyasiga asosan, elektron yoki boshqa zarrachalar harakati to’lqin jarayoni bilan bog’liq bo’lib, ularning to’lqin uzunligi
(1)
ifoda bilan aniqlanadi. Bunga de-Broyl' to’lqin uzunligi deyiladi.
De-Broyl' gipotezasining eksperimental tasdig’i Devisson va Jermer tajribalarida olindi. Bu tajriba sxemasi quyidagicha. Yupqa metal fol'gadan sochilayotgan elektronlar dastasi ekranda difraksion manzarani yuzaga keltiradi. Keyinchalik Tomson va Tartakovskiylar ham elektronlar difraksiyasini tajribalarda kuzatdilar.
Mikrozarralar harakati N'yuton mexanikasi qonuniyatlariga mos kelmaydi. Ularning to’lqin xususiyatlarini inobatga oluvchi yangi mexanika to’lqin yoki kvant mexanikasi yuzaga keldi. Uning asoschilari Shredinger, Geyzenberg va Dirak va boshqalardir.
1926 yilda Shredinger mikrozarralar harakatini yozib beruvchi tenglamalarni yaratdi. Shredinger tenglamalari kvant mexanikasining asosiy tenglamasidir.
Mikrozarralarning holati kvant mexanikasida to’lqin funktsiyasi deb ataluvchi Ψ funktsiyasi orqali ifodalanadi. U koordinatalar va vaqtning funktsiyasi bo’lib:
(2)
tenglamani echish orqali aniqlanadi. Bu tenglama vaqt ishtirok qilgan Shredinger tenglamasi deyiladi. Bu tenglamada:
i - mav?um son; m - zarraning massasi; U - zarraning potensial energiyasi; -Plank doimiysining 2π ga bo’lingani; Δ - Laplas operatori ;
Statsionar maydon uchun to’lqin funktsiyasini ikkita ko’paytuvchiga: vaqtga va koordinatalarga bog’liq bo’lgan hadlarga ajratish mumkin:
(3)
Bu vaqtda (2) tenglamaning ko’rinishi quyidagicha bo’ladi:
(4)
Bu statsionar holat uchun Sredinger tenglamasi deyiladi.
To’lqin funktsiyasining fizik ma’nosi quyidagicha: to’lqin funktsiyasi modulining kvadratini shu nuqtani o’z ichiga olgan dV hajm elementiga bo’lgan ko’paytmasi zarraning shu hajm elementida bo’lish e?timoli dP ni ko’rsatadi
(5)
Zarraning fazodagi aniq o’rnini aniqlash tushunchasi Geyzenberg noaniqlik munosabati bilan belgilanadi. Masalan, zarraning koordinatasi x va va shu koordinataga mos keluvchi impul'sning px tashkil etuvchisi orasidagi munosabat
(6)
shartni qanoatlantiradi.
Hozirgi vaqtda kvant mexanikasida elektronlarning atomda harakatlanish holati to’rtta kvant soni bilan xarakterlanadi:
1. n -bosh kvant soni 1 dan ∞ gacha butun son qiymatlarini oladi.
2. l- orbital kvant soni 0 dan n-1 gacha butun sonlarni oladi.
3. ml -magnit kvant soni -l dan ql gacha butun sonlarni (hammasi bo’lib 2lq1 ta) oladi.
4. ms -spin kvant soni q1/2 va -1/2 qiymatlarnigina oladi.
Atomda elektronlarning orbitalarda joylashishi 1925 Vol'fgang Pauli yaratgan tamoyil asosida bo’ladi: Bitta elektron orbitada barcha kvant sonlari bir xil bo’lgan ikkita elektron joylashishi mumkin emas.
Atomlarda elektronlar ma’lum bir kvant shartlarini qoniqtiruvchi energetik holatlardagina bo’lishi mumkin. Bu energetik sathlar orasidagi o’tishlardagi nurlanish chastotasi:
(7)
Atom tizimi bir energetik holatdan boshqasiga spontan (o’z-o’zidan) yoki majburiy o’tishi mumkin.
|
| |
