Дискретность энергий атомных систем

Квантовый характер излучения и поглощения энергии. Примерно в начале XX в. исследования ряда явлений (излучение раскаленных тел, фотоэффект, атомные спектры) привели к выводу, о энергия распространяется и передается, поглощается и испускается не непрерывно, а дискретно, отдельными порциями — квантами. Энергия системы микрочастиц также может принимать только определенные значения, которые являются кратными числами квантов. Таким образом, энергия этих систем может изменяться лишь скачкообразно или, как говорят, она квантуется. [c.10]

Атомная система устойчива только для определенной совокупности состояний (стационарных состояний), которые в общем случае соответствуют дискретной последовательности значений энергии атома Каждое изменение этой энергии связано с переходом атома (или молекулы) из одного состояния в другое [c.10]

Как указывалось, статистика Больцмана правильна лишь при идеальных газах и справедлива для вогсоких температур. Кроме того, при использовании формул этой статистики мы полагали в соответствии с классической механикой, что энергия молекулы изменяется непрерывно. Между тем в главе IV уже указывалось, что квантовая механика приводит к дискретному набору уровней атомной системы. Описывать такие системы целесообразнее на основе статистики Гиббса. Таким образом более общей статистикой, верной для любых систем и условий, является статистика Гиббса. Особенно важно, что она описывает реальные системы при наличии взаимодействия молекул. [c.291]

Учение о спектрах электромагнитного излучения базируется на двух квантовых законах, сформулированных а 1913 г. Нильсом Бором. Согласно первому закону, атомная система устойчива лишь в определенных стационарных состояниях, соответствующих дискретной последовательности значений энергии системы С 2< з< Согласно второму закону, переход из состояния в состояние / может быть связан с электромагнитным испусканием (при ,> > /) или поглощением (при , > /) [c.211]

Переходя к следующему уровню организации, необходимо рассмотреть с и с т е м ы, состоящие из центрального ядра и частиц в поле ядра. Это — атомы, привлекающие внимание химиков в гораздо большей степени, чем частицы в ящиках. Однако и в атомах устойчивость есть следствие ограничений, налагаемых на движение частиц. Из элементарного курса химии известно, что энергетические уровни, отвечающие стационарным состояниям атомной системы, дискретны и переходы между ними связаны с излучением или поглощением кванта энергии. Атомы, следовательно, тоже защищены от случайных влияний. Это относится и к еще более организованным системам — молекул и твердых кристаллических тел. Но по мере усложнения систем появляются новые факторы, роль которых незаметна на низших уровнях. Обмен энергией или массой зависит от геометрического соответствия между реагирующими молекулами, от распределения электронной плотности в пределах молекулы, наличия экранирующих групп и т. п. Возникает вопрос, в какой мере можно распространить принцип защиты на сложные системы. Можно ли утверждать, что в таких системах любые, даже слабые внешние возмущения или химические влияния поведут к развитию процесса, итогом которого будет глубокая перестройка системы [c.51]

Спектр многоэлектронного атома в общем случае состоит из сотен линий, в расположении которых на первый взгляд имеется мало закономерности. Еще до развития квантовой теории было эмпирически установлено, что если наблюдаемые длины волн выразить через частоты, то данному атому можно приписать такую серию чисел, что все наблюдаемые частоты могут быть выражены разностью двух чисел из этой серии, хотя не все разности проявляются в наблюдаемом спектре. В современных терминах эти экспериментальные факты выражают следующим образом. Для данной атомной системы существует система дискретных энергетических уровней, или стационарных состояний с энергиями .... Между некоторыми из [c.165]

Как уже отмечалось, современная спектроскопия целиком базируется на квантовой теории, в основе которой, в свою очередь, лежат фундаментальные квантовые законы, определяющие свойства атомов и молекул. В соответствии с первым постулатом Бора, любая атомная или молекулярная система является устойчивой лишь в определенных стационарных состояниях, которым отвечает некоторая дискретная (прерывная) или непрерывная последовательность энергии Е системы. Любое изменение этой энергии связано со скачкообразным переходом системы из одного стационарного состояния в другое. Для конкретных систем последовательность значений Е может быть либо целиком дискретной, либо целиком непрерывной, либо частично дискретной и частично непрерывной. По аналогии с понятием потенциальной энергии как энергии тела, поднятого на различные высоты (уровни), в квантовой механике и спектроскопии принят термин уровень энергии или энергетический уровень . Это понятие легко интерпретировать графически (рис. 1.1). Самый нижний из присущих молекуле уровней энергии называют основным или нормальным, остальные — возбужденными уровнями. [c.6]

Наблюдаемые величины, характеризующие атомные системы, могут быть двух типов 1) величины, значения которых определены точно, например энергия, которая для любой ограниченной системы имеет только дискретные (квантованные) значения, и 2) величины, для которых в результате любого измерения можно определить по распределению вероятности лишь среднее значение ). Если наблюдаемая величина, характеризуемая оператором относится к первому типу, то это означает, что волновые функции системы, являющиеся собственными функциями гамильтониана, есть так ке и собственные функции оператора т. е. [c.97]

ИЛИ непрерывный фон появляется в результате того, что свободные электроны, присутствующие в нагретом газе, пролетая мимо ионов, изменяют скорость своего движения, что приводит к излучению световой энергии. Электроны могут быть также захвачены положительно заряженными ионами. В результате этого ироцесса также излучается энергия. Энергия, излучаемая свободными электронами, может иметь всевозможные значения, так как в этом случае отсутствуют те дискретные квантовые уровни, которые характерны для атомной системы и определяют линейчатый характер ее спектров. Поэтому, наряду с линейчатыми и полосатыми спектрами, всегда существует непрерывный спектр, обязанный своим происхождением свободным электронам. Возможны и другие механизмы излучения сплошного спектра, например свечение накаленных частиц твердых тел, присутствующих в источнике (частицы электродов, пыли и т. п.). При спектральном анализе используются чаще всего атомные, а иногда молекулярные спектры. Сплошной спектр всегда является источником помех и по возможности ослабляется. [c.19]

Атомы и атомные системы остаются устойчивыми только Б определенных стационарных состояниях, энергия которых образует дискретный ряд значений , Е , Е ,-.., Е . Находясь в стационарных состояниях, атомы и атомные системы не излучают энергии. [c.17]

Как было показано на примере частицы, находящейся в прямоугольной потенциальной яме, частицы атомного размера не могут иметь любое заданное значение энергии—существует дискретный набор разрешенных значений энергии. Среди них существует некоторое минимальное значение энергии. Соответствующее этому значению энергии состояние называется основным состоянием. Все остальные состояния с более высокими значениями энергии называются возбужденными. Возбужденные состояния отдельной изолированной системы (атома, молекулы) неустойчивы, и рано или поздно происходит переход системы в основное состояние, причем избыточная энергия отдается окружающей среде, чаще всего в виде кванта электромагнитного излучения. [c.15]

Каждый элемент периодической системы имеет определенное число электронов, равное его атомному номеру. Электроны с определенной вероятностью расположены на уровнях и подуровнях вокруг ядра в соответствии с квантовой теорией. Квантовая теория была создана Планком, который предположил, что электромагнитная энергия поглощается или испускается дискретно это означает, что энергия не непрерывна. Энергетическое состояние каждого электрона в свободном атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами. [c.11]

Атомное ядро как квантовая система может находиться лишь в определённых дискретных квантовых состояниях, отличающихся друг от друга энергиями и другими сохраняющимися во времени физическими величинами. Полная энергия ядра Е связана с его массой М соотношением Эйнштейна Е = M (с — скорость света). При этом массу ядра можно определить соотношением [c.21]

В соответствии с теорией Борна — Оппенгеймера следует рассматривать двил ение атомных ядер в потенциальном поле, образованном электронами. Система движущихся ядер обладает рядом дискретных уровней колебательной энергии. Периодические изменения электрического вектора излучения вызывают переходы между этими уровнями, частота которых определяется формулой Планка [c.286]

В соответствии с первым постулатом Бора, любая атомная или молекулярная система является устойчивой лишь в определенных стационарных состояниях, которым отвечает дискретная по следовательно сть энергии е системы. Любое изменение этой энергии связано с переходом системы из одного стационарного состояния в другое и сопровождается либо получением энергии, либо отдачей этой системой энергии. Эти переходы могут быть двоякого рода 1) переходы радиационные (молекула поглощает, излучает или рассеивает электромагнитную радиацию 2) переходы нерадиацион-ные (безызлучательные), при которых происходит обмен энергией данной системы с какой-либо другой. [c.79]

Во-вторых, нанесение полимерного защитного покрытия резко меняет природу материала подложки место кристаллического атомного соединения - металла - занимает аморфное атомное соединение - полимер, т.е. происходит замена типа электронной структуры материала подложки. Замена кристаллического атомного соединения, у которого каждый электрон взаимодействует сразу со всей системой в целом, на аморфное атомное соединение, электронная структура которого представляет собой набор дискретных уровней, разделенных высокими потенциальными барьерами, препятствующими распределению электронных волн за границу каждой данной межатомной связи, меняет механизм взаимодействия подложки с такими типичными молекулярными твердыми соединениями, какими являются кристаллические парафиновые частицы. В результате такой замены более интенсивная адгезионная связь, основанная на образовании двойного электрического слоя, возникающего в результате контактной электризации поверхностей металла и парафиновой частицы, с энергией более 65 кДж/моль /56/, сменяется адгезионной связью, определяемой ван-дер-ваальсовыми силами, энергия которых не превышает 50 кДж/моль. Поэтому смена металлической поверхности на полимерную уже сама по себе должна привести к ослаблению адгезионной связи. Действительно, как бьшо показано экспериментально /30/, сила прилипания парафина к поверхности такого наиболее интенсивно парафинирующегося полимера, как полиэтилен, в 2,3 раза ниже, чем у стали. [c.143]

Поглощая энергию, А. переходит из осн. состояния с минимумом энергии в одно из возбужденных, его электронная конфигурация при этом изменяется. Каждый А. обладает присущей только ему системой дискретных энергетич. состояний, к-рым соответствуют определ. уровни эиергии. Последние сходятся к т. н. границе ионизации (ионизац. пределу), к-рой отвечает значение энергии, необходимой для отрыва электрона от А. в осн. состоянии. Квантовые переходы между уровнями энергии свободных или слабо взаимодействующих А. обусловливают атомные спектры. Пропорциональная энергии состояния А. величина, выраженная в см , наз. атомным термом. [c.58]

ЯДЕРНЫЙ КВАДРУПОЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС, явление резонансного излучения или поглощений в-вом электромагн. энергии, обусловленное существованием зависимости части энергии электрич. электронно-ядерного взаимод. от взаимной ориентации несферически распределенных электрич. зарядов атомного ядра и электронов атомных оболочек, а также электрич. зарядов, лежащих за пределами атомного радиуса. Изменение ориентации атомного ядра относительно окружающих его электронов и зарядов имеет дискретный характер в силу квантовомех. причин, что вызывает появление системы уровней энергии, между к-рыми возможны переходы с частотой vp. Мерой деформации зарядового распределения атомного ядра является его алектрич. квадрупольный момент eQ. Неоднородность электрич. поля, создаваемого электронами атомных оболочек и зарядами, лежащими за пределами атомного радиуса, определяется тензором градиента напряженности электрич. поля (ГЭП) eqtj. Иа экспериментально наблюдаемых частот ЯКР можно определить константу ядерного квадрупольного взаимодействия —e Qqa и параметр асимметрии П= I (<7 — I. [c.725]

Многие атомные ядра обладают магнитными моментами, связанными со спинами элементарных частиц ядра. В обычных условиях индивидуальные ядерные моменты в каком-либо веществе ориентированы беспорядочно и вся система не имеет итогового магнитного момента. Однако, если вещество помещено между полюсами сильного магнита, моменты стремятся ориентироваться в направлении внешнего магнитного поля. Нужна лишь малая затрата энергии для поворота мо.лекул настолько, чтобы ядерные моменты отклонились от ориентации вдоль поля. Так как магнитная энергия ядер квантована, возникает два или более дискретных энергетических состояния. Тепловой энергии при обычной температуре достаточно для того, чтобы рассредоточить ядерпые моменты в самых сильных доступных на практике магнитных нолях. Однако в таком поле все же будет наблюдаться небольшая общая ориентация в направлении поля и можно [c.634]

Было замечено, что в атомных и молекулярных системах многие экспериментально измеряемые параметры принимают лишь дискретные значения. Характерным в этом отношении явился опыт Франкаи Г е р ц а (рис. 1). Схема опыта такова. Через пары ртути пропускается поток электронов, скорость которых, а следовательно, и энергия под действием приложенного электрического поля постепенно увеличиваются. До некоторого уровня энергии электроны, сталкиваясь с ато- [c.7]

В соответствии с принципом Бора, каждая атомная или молекулярная система характеризуется опредепенным набором дискретных, или дозволенных, энергетических состояний. Энергия [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология