Масса и квантовые уровни

Из числа различных физических величин, обусловливающих значение изотопного эффекта, здесь следует указать только на наиболее важную, а именно на нулевой уровень энергии соответствующей связи. В квантовой теории этим термином обозначают нижний энергетический уровень колебаний связи, поскольку он не может быть преодолен и при абсолютном нуле. Даже при комнатной температуре преобладающая часть всех связей находится на этом уровне. Энергия нулевого уровня пропорциональна частоте колебаний, которая, в свою очередь, обратно пропорциональна корню квадратному из величины приведенной массы. В первом приближении изотопный эффект водорода, как это следует из уравнения (13), зависит от нулевого уровня энергии ( и °) [c.174]

Атом — наименьшая электронейтральная частица химического элемента, являющаяся носителем епз свойств. Каждому химическому элементу соответствует определенный вид атомов. А. состоит из ядра и электронной оболочки. Масса А. сосредоточена в ядре, которое характеризуется положительным зарядом, численно равным порядковому номеру (атомному номеру). См. Ядро апюшюв. А. в целом электронейтра-лен, поскольку положительный заряд ядра компенсируетт я таким же числом электронов. См. Электрон. Электроны могут занимать в атоме положения, которым отвечают определенные (квантовые) энергетические состояния, называемые энергетическими уровнями. Число энергетических уровней определяется номером периода, в котором находится данный элемент. Число электронов, которые могут заселять данный энергетический уровень, определяется ло формуле N = 2п , щеп — номер уровня, считая от ядра. т.е. главное квантовое число. Согласно квантовой теории невозможно одновременно и абсолютно точно определить энергию и местоположение электрона. Можно лишь говорить о нахождении электрона в определенном объеме пространства, что собственно и представляет собой атомную орбиталь (АО). Электрон заполняет пространство вокруг атомного ядра в форме стоячей волны, которую можно представить как электронное облако. Плотность электронного облака, понимаемого как облако электрического заряда электрона, — электронная плотность, различна и зависит от того, насколько электрон удален от ядра. [c.38]

Девоншайр [ ] разработал теорию диффракции и от-ра жения молекулярных лучей от твердых поверхностей. На основании опытов Фриша и Штерна изучавших диффракцию, он приходит к выводу, что атомы гелия, адсорбированные на кристалле фтористого лития, обладают двумя квантованными вибрационными уровнями энергии для колебаний, перпендикулярных к поверхности, энергия которых — 57,5 и —129 кал моль. Более низкий уровень определяет теплоту адсорбции. Пользуясь этими уровнями энергии, Леннард-Джонс и Девоншайр построили проекцию потенциального поля сил, действующих между атомом газа и твердым телом, и рассчитали скорость миграции атомов гелия вдоль поверхности в этом поле. Согласно классической механике атомы гелия должны при очень низких температурах затвердевать>, т. е. оставаться на одном месте, совершая колебания около среднего положения. Однако квантовая механика допускает миграцию атомов по поверхности независимо от того, насколько понижена температура. Правда, масса атома получает кажущееся приращение приблизительно па 8%, но в других отношениях движение атомов протекает таким образом, как если бы потенциальные барьеры вдоль поверхности не существовали. [c.638]

При теоретическом рассмотрении туннельных переходов в простых модельных системах было показано, что с приближением температуры системы к абсолютному нулю скорость реакции стремится к некоторому постоянному значению, зависящему, в первую очередь, от массы туннелирующей частицы и формы потенциального барьера [330, 331]. В приложении к формальдегиду было проанализировано выражение для вероятности безызлучательного перехода Wof системы из основного состояния (0) в конечное (f). Выражение получено в рамках квантовой теории релаксационных процессов [332, 333]. В результате взаимодействия между электронными состояниями 0 и /, определяемого оператором неадиа-батичности L, происходит безызлучательный переход 0—>f на ближайший по энергии колебательный уровень конечного состояния. Вероятность перехода W0,f из исходного состояния, когда система находится на уровне нулевых колебаний (а0=0) и частота колебаний мономерной молекулы формальдегида меньше частоты колебаний мономерного звена СН2—О в полимерной цепи, в конечное определяется [173] выражением [c.83]

Полное теоретическое описание элементарного процесса с любым исходом требует задания потенциала взаимодействия, вид которого зависит от природы так называемой поверхности потенциальной энергии (ППЭ). К сожалению, заранее предсказать вид этих функций невозможно, и единственным реальным путем является полуэмпирнческйй или эмпирический подход. Он основан на выборе того или иного метода представления формы ППЭ и расчета с ее помощью величины вероятности осуществления того или иного исхода столкновения двух частиц при заданных начальных условиях, к которым относятся энергия столкновения, взаимная ориентация, прицельный параметр, начальные квантовые состояния реагентов. Такие расчеты позволяют получить исключительно подробные сведения о получающихся продуктах, то есть их массы (в случае химических реакций), их квантовые состояния, энергию относительного движения, углы вылета из области столкновения. Сопоставление рассчитанных и измеренных характеристик дает в принципе критерий проверки правильности физических предположений, заложенных в конструкцию ППЭ, К сожалению,, современный уровень эксперимента не позволяет в подавляющем большинстве случаев проводить такое глубокое сравнение. [c.114]