|
Reja: Kirish. Spin haqida tushuncha. Elektronning spini
|
| bet | 3/4 | | Sana | 16.05.2024 | | Hajmi | 1,14 Mb. | | #238563 |
Bog'liq Atom M.TElektronning spini.
Tajribada ishqoriy atomlar spektrlarini o‘rganishda spektr chiziqlarining bir-biriga juda yaqin joylashgan ikkita komponentadan (dublet) iboratligi aniqlangan. Masalan, 23Na11 atomida eng kuchli nurlanish 3p-3s o‘tishda kuzatiladi, bu nurlanish spektrda bitta spektral chiziqni hosil qiladi. Lekin sinchiklab o‘tkazilgan tekshirishlar bu bitta oddiy chiziq bo‘lmasdan, balki ikkita to‘lqin uzunlikdan (5890,12 va 5896,26 Å) iborat dublet chiziq ekanligini ko‘rsatadi. Bitta spektral chiziqning bir-biriga juda yaqin joylashgan ikkita komponentaga ajralishi atom spektrlarining nozik strukturasi deyiladi. Spektr chiziqlarning dublet tuzilishini tushuntirishda uchta kvant son – n, ℓ, mℓ yetarli bo‘lmaydi. Buning uchun yana to‘rtinchi kvant sonni kiritish talab qilinadi. Bunday holni tushuntirishda A.X.Kompton 1921-yilda elektron pildiroqqa o‘xshash zarra bo‘lishi kerak, deb faraz qildi. 1925-yilda Leyden universiteti bitiruvchilari Gaudsmit va Ulenbeklar elektron o‘z xususiy o‘qi atrofida aylanma harakat qiladi, deb faraz qilib, spektral chiziqlarning ajralishini nazariy jihatdan tushuntirdilar. Gaudsmit va Ulenbekning bunday gipotezasiga asosan o‘z xususiy o‘qi atrofida aylanma harakat qilayotgan elektron xususiy mexanik impuls momenti Ls ga va unga tegishli bo‘lgan xususiy magnit momenti ms ga ega bo‘lishi kerak. Elektronning xususiy mexanik impuls momenti Ls spin momenti (yoki spin) deyiladi. Elektronning yadroga nisbatan impuls momentini Yerning Quyosh atrofida aylanishidagi impuls momentiga, xususiy mexanik momentini (spinni) esa, Yerning o‘z o‘qi atrofida aylanishidagi impuls momentiga taqqoslash mumkin. 1928-yilda Dirak elektronning relyativistik kvant nazariyasini yaratdi, bu nazariyadan spin xususiyatlari kelib chiqadi. Elektronning o‘z xususiy o‘qi atrofida aylanishini hisobga olishda yana bir kvant sonni kiritish kerak bo‘ladi. Dirakning relyativistik kvant nazariyasiga asosan bu kvant son – spin kvant soni – s dir. Spin kvant sonining mavjudligi atomning nozik strukturasini o‘rganishda tajribada tekshirilgan. Xususiy mexanik impuls momenti Ls quyidagi formula orqali kvantlangan:
Bu formulaga kirgan spin kvant soni s faqat s=1/2 ga teng bo‘lgan bitta qiymat qabul qiladi. U vaqtda Ls ning qabul qilishi mumkin bo‘lgan qiymati:
s – spin kvant soni deyiladi, lekin u odatda boshqa kvant sonlar qatorida foydalanilmaydi, chunki faqat bitta (s=1/2) qiymatga ega va holatlar orasiga farq kiritmaydi. Xususiy mexanik moment ham faqat bitta qiymatga ega bo‘ladi va elektronning massasi, zaryadi kabi fundamental xarakteristikasi hisoblanadi. Xususiy mexanik moment Ls ning tanlangan yo‘nalishga, masalan z o‘qi yo‘nalishiga proyeksiyasi Ls ham kvantlangan bo‘lib, quyidagi formula orqali aniqlanadi:
Bunda ms – spin magnit kvant soni deyiladi ms=±1/2 qiymatlarini qabul qilishi mumkin. ms=1/2 bo‘lganda “spin yuqoriga” va ms=– 1/2 bo‘lganda “spin pastga” ko‘rinishda belgilanadi. 1 2 ms = ± bo‘lganligidan xususiy mexanik moment Ls ning z o‘qi yo‘nalishiga proyeksiyasi quyidagi qiymatlarni qabul qilishi mumkin:
Jadvalda kvant sonlarining qiymatlari keltirilgan.
Spin kvant son – s doim ½ ga teng bo‘lgani uchun tizimning holati n, ℓ, mℓ, ms kvant sonlari orqali to‘liq ravishda aniqlanishi mumkin. ℓ ning har bir qiymati uchun mℓ ning 2ℓ+1 qiymatlari mavjud. s ning qiymati uchun esa ms ning 2s+1=2 qiymati mavjud. Spin momentining berilgan yo‘nalishga faqat ikkita mumkin bo‘lgan oriyentasiyasi bo‘lishi mumkin. Bu ikki oriyentasiyaning mumkin bo‘lgan holatlari (“yuqoriga”, “pastga”).
|
| |
