Фотон обладает моментом импульса. Его проекция на направление движения фотона называется спином (от англ. spin — вертеть) фотона. В единицах постоянной Планка
спин фотона равен ±1. Следовательно, при излучении или поглощении фотона момент импульса атома должен увеличиваться или уменьшаться на
. Очевидно, переходы, например, с возбужденного s-уровня на основной s-уровень оказываются невозможными, так как в этом случае изменение момента импульса электрона в атоме было бы равно нулю и появился бы отличный от нуля момент импульса фотона. Возможны лишь такие переходы с излучением фотона, при которых момент импульса электрона до излучения равен векторной сумме моментов импульсов излученного фотона и электрона после излучения.
Это условие может быть выполнено только при переходах с изменением орбитального квантового числа на ±1. Но так как изменения проекции вектора момента импульса не могут превосходить по модулю изменения самого вектора, то правила отбора для изменения магнитного квантового числа будут такими:
или
.
Энергетический спектр. Квантовые числа n,
и mi позволяют более полно описать спектр испускания (поглощения) атома водорода, чем это делает теория Бора (см. рис. 3.2 ).
В квантовой механике появляются правила отбора, ограничивающие число возможных переходов электронов в атоме, связанных с испусканием и поглощением света. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что для дипольного излучения электрона, движущегося в центрально-симметричном поле ядра, могут осуществляться только такие переходы, для которых:
1) изменение орбитального квантового числа
удовлетворяет условию
(9.6)
2) изменение магнитного квантового числа
удовлетворяет условию
.
В оптических спектрах указанные правила отбора в основном выполняются. Однако в принципе могут наблюдаться и слабые «запрещенные» линии, например возникающие при переходах с
=2. Появление этих линий объясняется тем, что строгая теория, запрещая дипольные переходы, разрешает переходы, соответствующие излучению более сложных систем зарядов, например квадруполей. Вероятность же квадрупольных переходов (переходы с
=2) во много раз меньше вероятности дипольных переходов, поэтому «запрещенные» линии и являются слабыми.
Учитывая число возможных состояний, соответствующих данному и, и правило отбора (9.6), рассмотрим спектральные линии атома водорода (рис. 9.7): серии Лаймана соответствуют переходы:
;
серии Бальмера —
и т.д.
Переход электрона из основного состояния в возбужденное связан с увеличением энергии атома и может происходить только при сообщении атому энергии извне, например за счет поглощения атомом фотона. Так как поглощающий атом при нормальных условиях находится в основном состоянии, то спектр атома водорода должен состоять из линий, соответствующих переходам
, что находится в полном согласии с опытом.
Рис. 9.7
В 360-градусном представлении в Premiere потолок, пол и стены уходят в бесконечно удаленную точку.
ОПИСАНИЕ Правила Кирхгофа для разветвленных цепей Постоянный электрический ток
При создании 360-градусной презентации в Premiere по описанию Adobe Premiere User Guide задние границы потолка, пола и стен в предварительном просмотре и в роликах представляют собой точку, а не отрезок прямой. Не определен прямоугольник задней стены.
| Магнитное поле, электромагнитное взаимодействие
Основы специальной теории относительности
Развитие представлений о природе света Электромагнитная
теория света
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта Магнитные
свойства атомов
Электротехника краткий справочник Законы
Ома и Кирхгофа для электрической цепи Примеры решения
задач по электротехнике
Теоретические основы электротехники ТОЭ Метод
узловых потенциалов Метод
контурных токов
Баланс мощностей Резонанс
напряжений и токов Лабораторные и курсовые работы
Учебник по схемотехнике, альбом схем Курс
лекций по атомной физике
|