Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Принцип де Бройля

    Принцип действия и устройство электронного микроскопа. Принцип электронно-микроскопического метода заключается во взаимодействии узкого электронного пучка с достаточно тонким объектом, слабо поглощающим электроны. Длина волны де Бройля для электронов, разогнанных до высоких скоростей в вакууме, составляет 0,005 нм, что значительно меньще межатомных расстояний в конденсированном веществе. Поэтому основными явлениями, возникающими при взаимодействии электронного пучка с веществом, являются рассеяние и интерференция. [c.123]


    Это неравенство и выражает знаменитый принцип неопределенности Гейзенберга и, по существу, лежит в основе всей квантовой механики. Де Бройль указывал, что соотношение неопределенности — неизбежное следствие, с одной стороны, возможности сопоставить частице некоторую волну, с другой — общих принципов вероятностной интерпретации. Эксперимент не может дать большей точности, чем это отвечает соотношениям неопределенности. [c.30]

    Исследуя самопроизвольное излучение урана, обнаруженное А. Бек-керелем, М. Склодовская-Кюри и П. Кюри открыли (1898) радий и полоний и положили начало интенсивному изучению явления радиоактивности. Открытие ядерного строения атомов Э. Резерфордом (1911) и установление атомных номеров элементов по характеристическим спектрам элементов Мозли (1913) позволили определить, что между водородом и ураном должно находиться 90 элементов. Классические работы Н. Бора установили дискретное строение электронных оболочек. С развитием современной атомной физики периодический закон получил незыблемый теоретический фундамент. Создание квантовой механики Б. Гейзенбергом, М. Борном, П. Дираком, Э. Шредингером, Л. де Бройлем и другими выдающимися физиками нашего времени, открытие О. Стонером и В. Паули принципа заполнения электронных уровней и обнаружение спина электрона Гаудс-митом и Уленбеком завершили строгое теоретическое обоснование периодического закона. [c.10]

    Недостатки теории Бора—Зоммерфельда. Волны Луи де Бройля. Принцип неопределенностей В. Гейзенберга. Уравнение Э. Шредингера. Волновые функции орбиталей атома водорода. Формы орбиталей. Волновые функции многоэлектронных атомов. Правило Ф. Хунда. [c.199]

    Поскольку имеется волновое движение, для его математического описания требуется волновое уравнение. Такое уравнение известно для световых и звуковых волн, для волн на поверхности воды и т. д. оно было найдено также и для электронных волн (волн де Бройля). Это уравнение получило название волнового уравнения Шредингера. Для того чтобы в нем разобраться, следует учитывать вероятностный характер наших знаний. В соответствии с принципом неопределенности мы никогда не можем точно установить, где находится частица. [c.17]

    Познакомившись с волновым соотношением де Бройля и принципом неопределенности Гейзенберга, читатель уже в какой-то мере должен быть подготовлен к двум важнейшим особенностям квантовой механики, которые отличают ее от классической механики  [c.360]

    При квантовомеханическом рассмотрении частица наделяется помимо корпускулярных волновыми свойствами (де Бройль, 1924). Согласно принципу де Бройля движение свободной материальной частицы, обладающей импульсом р, связано с распространением монохроматического колебания с длиной волны [c.147]


    Волны де Бройля и экспериментальные основания волновой механики. Общие принципы [c.28]

    Современное объяснение строения электронных оболочек атомов базируется на принципах квантовой ме (аники в сочетании с закономерностями распространения электромагнитных волн. Луи де Бройлем в 1924 г. была высказана гипотеза о том, что электроны (как и все частицы) при движении проявляют свойства волны. [c.28]

    На основании принципа де Бройля и общих положений механики движение отдельной квазичастицы можно характеризовать скоростью V и квазиимпульсом [c.125]

    Первым шагом на пути создания квантовой механики явились условия квантования и дискретности энергетических состояний электрона в атоме, введенные Н. Бором. Следующим этапом стали принцип неопределенности В. Гейзенберга (1924) и уравнение Луи де Бройля (1924). [c.79]

    Прежде чем перейти к дальнейшему обсуждению принципа неопределенности, следует познакомиться с другим подходом к квантовой теории. Фотоэлектрический эффект показал, что излучение имеет двойственную природу, проявляя себя — в соответствующих ситуациях — либо как частицы, либо как волновое движение. В 1924 г. де Бройль предположил, что такой же двойственной природой обладает и материя, а именно что материальные частицы могут при некоторых обстоятельствах вести себя, как волны. Энергия фотона излучения с частотой V была принята равной Если бы фотон имел массу тик нему была бы применима теория относительности, то его энергия была бы равна тс , где с — скорость света. Это означает, что для фотона [c.19]

    В соответствии с принципом Де-Бройля любая движущаяся частица проявляет волновые свойства, и ее длина волны Я определяется импульсом р=ту. Так  [c.294]

    С концепцией де Бройля Шредингер познакомился благодаря статье А. Эйнштейна о квантовой теории газов (1925 г.). Можно полагать, — писал Эйнштейн,—что каждому движению соответствует волновое поле... Это волновое поле — пока еще неизвестной физической природы — в принципе должно оказывать свое влияние на движение... Думаю, что речь здесь идет не только о простой аналогии . Под влиянием этой статьи Эйнштейна Шредингер пишет летом 1925 г., т. е. всего за полгода до открытия своего волнового уравнения, работу К эйнштейновской теории-газа , которую заканчивает такими словами ...Все это означает ничто иное, как принятие всерьез волновой теории де Бройля — Эйнштейна движущихся частиц, согласно которой эти частицы представляются в виде некоторых пенных гребней (ЗсЬаиткатш) на фоне образующих их волн излучения . - [c.29]

    Дальнейшее развитие волновой механики позволило устранить эти недостатки боровской теории. Квантовомеханическая модель основана на следующих двух принципах 1) концепции де Бройля, согласно которой каждая движущаяся частица обладает некоторыми волновыми свойствами 2) принципе неопределенности Гейзенберга. Оба они — и принцип неопределенности, и представление о волновой природе электрона — при теоретических приложениях требуют статистической обработки полного набора экспериментальных результатов. Этот подход приводит к уравнению Шредингера, которое можно записать в символической форме [c.30]

    В 1924 г. Луи де Бройль предположил для электрона корпускулярно-волновую природу (дуализм), что подтвердилось экспериментально при изучении дифракции электронов на кристалле. Согласно принципу неопределенности Гейзенберга оказалось невозможным описать корпускулярно-волновые свойства электрона с такой точностью, чтобы они удовлетворяли модели Бора. Это послужило причиной поисков дальнейших путей для изучения строения атома. [c.23]

    Решение квантовомеханической задачи требует формулировки граничных условий в точках х = О п х = а. Мы не имеем возможности строго объяснить, почему в этих точках Ф-функция и ее производная с/Ф/(1х должны быть непрерывны. Для того чтобы подчеркнуть важность абстрактных принципов, добавим, что условие непрерывности волновой функции и ее производной является следствием требования сохранения числа частиц если на потенциальный барьер падает одна частица, то в результате взаимодействия с барьером она не может исчезнуть и не могут возникнуть новые частицы. К граничным условиям необходимо отнести и требование о структуре волновой функции вне барьера. Считая, что частица налетает на барьер слева, мы понимаем, что при ж < О волновая функция — линейная комбинация падающей и отраженной волн де-Бройля, а при х > а имеет место только одна волна — прошедшая. [c.189]

    Работы Менделеева—Планка—Резерфорда, Бора—Брегга—Де-Бройля—Шредингера и Гейзенберга—Сиборга, Флерова — этапы большого пути, который привел нас к современному пониманию строения атомов и принципов построения Периодической системы элементов. [c.6]

    Объединяя его с уравнением де Бройля, получим принцип неопределенности Гейзенберга для импульса и координат [c.32]

    В основу модели атома Шрёдингер положил математическое описание стоячей волны, включив в него соотношение де-Бройля. Такой метод дает стационарный характер движения электрона в пространстве, удовлетворяя требованиям принципа неопределенности. Решение получающегося уравнения оказывается возможным не при всех значениях энергии Е, а лишь при некоторых, называемых собственными значениями энергии. Соответствующие им функции г) называются собственными функциями. Иногда для одного собственного значения имеется т различных собственных функций. Тогда говорят, что данный уровень энергии т-кратно вырожден. Дискретный характер собственных значений энергии правильно отражает квантовые свойства микросистем, являясь естественным результатом решения волнового уравнения. Ранее это важнейшее положение было введено в теорию Бора как постулат. [c.164]


    С другой стороны, каждая из функций Л sin кх и В eos кх соответствует суперпозиции двух пучков с одинаковой интенсивностью, движущихся в противоположных направлениях (см. упражнение 1 на стр. 15). При этом плотность вероятности г[) р не независима от х, а изменяется синусоидально вдоль пучка. Такое изменение происходит вследствие возникновения стоячих волн благодаря интерференции волн де Бройля, ассоциированных с частицами, движущимися в противоположных направлениях. Это, конечно, совершенно неклассический эффект. Если читателя это огорчает, мы можем только заверить его, что все факты приводят к выводу, что неспособность классической теории передать такой эффект является ее недостатком. Отметим, что в этой системе значение известно точно, тогда как положение данной частицы полностью не известно. Неопределенность в и X равна, таким образом,Др. = О и Ах оо и произведение Ар Ах неопределенно, так что принцип неопределенности (стр. 131 и 180) не нарушается. [c.138]

    Если не считать 1 - и Зс -электроны тождественными частицами, то радиальное распределение -электронной плотности при прочих равных условиях определяется кулоновским отталкиванием - и -электронов. При этом I(0)1 = (0) 1 . Абсолютное значение квадрата волновой функции в нуле зависит от экранирования -электронов -электроном, которое в данном случае минимально. Следовательно, (0) или (0) максимально. Учет тождественности частиц при фиксированном направлении спина -электрона приводит к отличию в величинах (0) и (0)р. Действительно, согласно принципу Паули, полная волновая функция системы, состоящей из одного 1 -электрона и одного 3 -элeктpoнa, должна быть антисимметричной относительно перестановки всех координат, включая и спины. Если спин -электрона параллелен спину -электрона, то спиновые волновые функции симметричны, а следовательно, необходимо, чтобы (г Гг) = — (Гг, Г1). Полагая Г1 = Гг, получаем (гь Г)) == — (гь = 0. Иными словами, электроны с параллельными спинами не могут находиться в одной и той же точке пространства. Таким образом, кулоновское взаимодействие (отталкивание) между - и -электронами в данном случае уменьшается. Последнее приводит к увеличению экранирования -электрона -электроном, и 4 (0)1 уменьшается, если спин -электрона направлен вниз ( ). С другой стороны, для -электрона со спином, направленным вверх ( ), не существует координатного запрета, связанного с принципом Паули, и (0)Р не отличается от случая нетождественных частиц. Сказанное выше можно пояснить в терминах обменного взаимодействия, вытекающего из тождественности частиц. Обменное взаимодействие является прямым следствием принципа Паули, препятствующего сближению тождественных частиц, подчиняющихся статистике Ферми — Дирака и имеющих параллельные спины. Это обстоятельство эффективно проявляется как отталкивание их друг от друга на расстояниях порядка или меньше длины волны де Бройля. По этой причине роль кулоновского отталкивания электронов с параллельными спинами оказывается уменьшенной по сравнению с тем, что будет, если пренебречь тождественностью электронов. [c.70]

    Основы квантовой механики. Основным несколько неожиданным принципом теории квантовой механики является тот факт, что элементарные частицы обладают двойственной природой—корпускулярной и волновой. Эта двойственность поведения может быть представлена соотношением (Л. де Бройль, 1924) [c.77]

    Поскольку масса электрона примерно в 1840 раз меньше массы протона (и нейтрона), то движение электронов относительно ядра можно рассматривать как движение в поле неподвижного заряда. Для расчета свойств атома необходимо достаточно точно описать движение электронов. Однако согласно принципу неопределенности (Гейзенберг, 1927 г.), координаты в пространстве и скорость движения электрона в любой момент времени не могут быть определены одновременно с достаточной степенью точности. Единственный реальный подход к описанию движения электронов основан на предположении де Бройля (1924 г.), которое позднее было экспериментально подтверждено Томсоном (1928 г.), что каждая частица при движении в пространстве проявляет не только корпускулярные, но и волновые свойства, причем длина волны (К) движущейся частицы равна  [c.8]

    Принцип действия электронного микроскопа основан на использовании волновых свойств веществ. Пучок электронов ускоряется в электрическом поле до тех пор, пока электроны не приобретут скорость порядка 10 см сек или больше и соответствующее количество движения порядка 10 г-см1сек (масса электрона равна 9-10" г). Корпускулярные свойства электронов связаны с волновыми свойствами хорошо известным соотношением де Бройля. Длина волны пучка электронов [c.120]

    Движущаяся частица с моментом mv связана, согласно уравне-ниюде Бройля, с длиной волны, k=h/mv, и в надлежащих условиях пучок таких частиц может создавать диффракционные эффекты. В принципе можно использовать любые виды частиц в настоящее время ценные с кристаллографической точки зрения результаты были получены с электронами и в особенности с нейтронами. [c.69]

    Это понятие о волновой природе электронов получило экспериментальное подтверждение, когда Девиссон и Джермер (1927) и Томсон и Рид (1928) независимо друг от друга показали, что пучок электронов может давать дифракционный и интерференционные эффекты. Эти явления можно интерпретировать, только приписав электронному лучу волновые свойства. Более того, наблюдаемые длины волн точно совпали с рассчитанными из соотношения де Бройля (1.7). Следовательно, не только световые волны ведут себя как поток малых частиц (фотонов), но и потоки малых частиц, таких, как электроны, ведут себя подобно волнам. Кажущийся парадокс был разрешен при помощи принципа неопределенности Гейзенберга. [c.11]

    В первом издании данной книги, публикованном 22 года назад, я попытался упростить преподавание общей химии путем возможно более полного увязывания фактического материала описательной химии и наблюдаемых свойств веществ с теоретическими принципами, особенно < теорией атомного и молекулярного строения. Такая связь с теорией была усилена во втором издании и еще больше расширена в третьем. Наиболее важные для современной химии теоретические разделы — это строение атомов и молекул, квантовая механика, статистическая механика и термодинамика. В этой книге я пытался ясно и логично представить их развитие применительно к химии. Принципы квантовой механики изложены на основании длины волны электрона по де Бройлю. Квантовые энергетические уровни частицы в ящике выведены при простом допущении, что представления о волнах де Бройля относятся и к стенкам данного ящика. В книге не рассматриваются попытки решения волнового уравнения Шрё-дингера для других систем, однако волновые функции водородоподобных (одноэлектронных) атомов приведены и разобраны дрвольно подробно обсуждаются также квантовые, состояния для ряда других систем. [c.7]

    Уже первоначальная примитивная теория Де-Бройля была крупным успехом по сравнению с теорией Бора, так как она сделала излишним постулирование первого условия Бора, выводя его как следствие из общих квантовомеханических принципов. Рассмотрим некоторую стационарную боровскую орбиту радиуса а. Длина ее равна 2тса. Для того чтобы на этой орбите электрон двигался стационарно, необходимо, чтобы его фазовая волна на ней точно укладывалась целое число п раз. Это условие стационарности очевидно и оно давно известно в гидродинамике. Длина фазовой волны, согласно соотношению (15) Де-Бройля, Х = —. Таким образом, орбита будет стационарной, если п = 2-а или [c.103]

    Так как математическая сторона теории колебаний хорошо разработана, то идея де-Бройля была быстро развита и получила стройное выражение в уравнении Шрёдингера, определившего связь между колеблющейся величиной, так называ1емой волновой функцией, и энергией системы. Однако природа колеблющейся величины оставалась неясной. Истолкование природы волновой функции было предложено М. Борном, который исходил из общего физического принципа неопределенности, открытого В. Гейзенбергом. Любой измерительный прибор, воздействуя на исследуемый объект, вносит некоторую ошибку в результаты измерений. Можно доказать, что если, например, увеличивая точность, с которой измеряется положение (координата) электрона, то тем самым понижаем точность измерения его импульса. Произведение неточностей определения координаты и импульса Ах и Ар больше или равно Л/2л  [c.74]


Смотреть страницы где упоминается термин Принцип де Бройля: [c.47]    [c.438]    [c.317]    [c.17]    [c.47]    [c.186]   
Химия (1986) -- [ c.39 ]

Химия (1979) -- [ c.39 ]

Химия (1975) -- [ c.39 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Бройля



© 2025 chem21.info Реклама на сайте