Teoriyalıq analiz. Vodorod atomı kvant mexanikası hám kvant maydan teoriyasında eki deneli ápiwayı mashqalalı fizikalıq sistema retinde bólek áhmiyetke iye bolıp, ol jabıq formada kóplegen ápiwayı analitik sheshimlerdi berdi.
1909 -jılda Ernest Rezerford tárepinen ótkerilgen tájiriybeler atomning dúzilisi tıǵız, oń yadro bolıp, onıń átirapında hálsiz teris zaryad bulti bar ekenin kórsetdi. Klassik elektromagnetizm sonı kórsetdiki, hár qanday tezlestiriwshi zaryad Larmor formulasında kórsetilgeni sıyaqlı, energiya shıǵaradı. Eger elektron jetilisken sheńber boylap orbitada bolıp, úzliksiz energiya shıǵaradı dep shama menen oylainsa, elektron tómendegi waqıtqa tuwrı keletuǵın tezlik menen yadroǵa aylanadı.
Ońındaǵı suwretde birinshi bir neshe vodorod atomı orbitalları (energiya óz funksiyaları ) kórsetilgen. Múyesh momentum (orbital ) kvant sanı ℓ hár bir ústinde ádetdegi spektroskopik hárip kodı (s ℓ degen mánisti ańlatadı ) járdeminde belgilenedi. =0, p ℓ degen mánisti ańlatadı = 1, d ℓni ańlatadı = 2). Tiykarǵı (tiykarǵı ) kvant sanı n (= 1, 2, 3, …) hár bir qatardıń ońında belgilenedi. Barlıq súwretler ushın magnit kvant sanı m 0 ge ornatildi hám kesindi tegislik xz — tegislik (z — vertikal kósher). Úsh ólshewli keńislikgi itimallıq tıǵızlıǵı bul jerde kórsetilgendi z oǵı átirapında aylandırıw arqalı alınadı.
Elektronnıń qozǵalısh muǵdarınıń momenti.
Spin elementar bólekshelerdiń kvant mexanik ózgesheligi bolıp, olardıń ishki múyesh momentin belgileydi. Klassik kóriniste elektron óz o'qi átirapında aylanıwı kutilishi múmkin. Biraq, bul múmkin emes, sebebi elektronlar keńislikdegi dárejede bolmaǵan noqat bólekleri bolıp tabıladı. Bunıń ornına, spinni elektrondıń zaryadı sıyaqlı ayriqsha ózgesheligi dep esaplaw jaqsı bolıp tabıladı.
Elektrondıń spini +1/2 yamasa −1/2 bolıwı múmkin. Bul elektrondıń ulıwma múyesh momenti ħ/2 ekenligin ańlatadı, bul erda ħ Plank turaqlısı. Spinning eki múmkin bolǵan ma`nisi kóbinese „aylanish“ hám „pastga aylanıw“ dep ataladı. Elektronlardıń aylanıwı materiyaning tiykarǵı ózgesheligi bolıp, ol fizikalıq dúnyanı túsiniw ushın zárúr bolıp tabıladı.
Elektron spinining birpara qásiyetleri:
Elektronlardıń spin múyesh momenti ħ/2 ge teń.
Elektronlar eki aylanıw jaǵdayına ıyelewi múmkin, joqarıǵa hám tómenge aylanadı.
Pauli esaptan tısqarı principi sonı kórsetedi, atomdagi eki elektron birdey kvant sanları kompleksine, sonday-aq spinga iye bolmaydı.
Elektron spini elementtıń magnit qásiyetleri ushın juwapker bolıp tabıladı.
Elektron spini ximiyalıq baylanısıwlardıń qáliplesiwinde rol oynaydı.
Elektronlardıń aylanıwı fizikaning kóplegen tarawlarında, atap aytqanda ximiya, fizika hám astronomiyada zárúrli áhmiyetke iye. Mısalı, elektronlardıń spini materiyaning magnit qásiyetleri ushın juwapker bolıp tabıladı.
Spin elementtıń qásiyetlerine qanday tásir etedi?
Elektronlardıń spini elementtıń ózgesheliklerine bir qansha tásir kórsetedi. Mısalı, elektronlardıń spini materiyaning magnit qásiyetleri ushın juwapker bolıp tabıladı.
Magnetizm: Spinli elektronlar magnit maydan payda etiw ushın bir-biri menen óz-ara tásir etiwi múmkin. Sol sebepli atomlar hám molekulalar magnit momentke ıyelewi múmkin.
Ximiyalıq baylanısıw : Elektronlardıń aylanıwı atomlardıń molekulalardı payda etiw ushın qanday baylanısıwına tásir etiwi múmkin. Mısalı, elektronlardıń spini ion hám kovalent baylanısıw ortasındaǵı parq ushın juwap beredi.
Yadro fizikasılıq : Elektronlardıń aylanıwı yadrolardıń qásiyetlerine de tásir etiwi múmkin. Mısalı, elektronlardıń spini málim izotoplarning turaqlılıǵın ushın juwapker bolıp tabıladı.
Elektron spini ózgesheliklerinen qanday tarawlarda paydalanıw múmkin?
Elektronlardıń spini texnologiyada bir qatar qosımshalarǵa iye. Mısalı, elektronlardıń spini tómendegilerde qollanıladı :
Magnit -rezonans tóbeografiya (MRI): MRI — bul denediń tolıq suwretlerin jaratıw ushın kúshli magnit maydan hám radio tolqınlarınan paydalanatuǵın medicinalıq súwretlew usılı. Elektronlardıń spini MRIda isletiletuǵın magnit maydandı jaratıw ushın isletiledi.
Yadro magnit -rezonansi (NMR): NMR molekula daǵı hár túrlı túrdegi atomlarni anıqlaw ushın kúshli magnit maydan hám radio tolqınlardan paydalanatuǵın ximiyalıq analiz usılı bolıp tabıladı. Elektronlardıń spini NMRda isletiletuǵın magnit maydandı jaratıw ushın isletiledi.
Spintronics: Spintronics — bul jańa qurılmalar jaratıw ushın elektronlardıń spinidan paydalanatuǵın elektronikaning jańa tarawı. Mısal ushın, spintronika jańa túrdegi tranzistorlar hám yad qurılmaların jaratıwda qollanıladı.
Elektronlardıń spini materiyaning tiykarǵı ózgesheligi bolıp, ol elementtıń qásiyetlerine hám texnologiyanıń qollanılıwına keń tásir etedi.
|
