Квантование

Рис. 13-26. Диаграмма энергетических уровнен шести делокализованных молекулярных орбиталей бензола, изображенных на рис. 13-27. К этим уровням применим общий квантовомеханический принцип, согласно которому чем больше пространство, доступное для движения частицы, тем ниже и ближе друг к другу располагаются ее энергетические уровни. Именно по этой причине наблюдается квантование энергии электрона в атоме водорода, но не удается заметить квантования энергии бейсбольного мяча во время игры на стадионе. Масса бейсбольного мяча и объем, в котором он может перемещаться, столь велики, что его квантовые энергетические уровни располагаются практиче-

V Главное квантовое число. Энергетические уровни. Согласно условиям квантования электрон в атоме может находиться лишь в определенных квантовых состояниях, соответствующих определенным значениям его энергии связи с ядром. Так, волновые функции, получаемые решением волнового уравнения для атома водорода, соответствуют только таким энергиям, которые задаются выражением [c.14]

Таким образом, квантование энергии микросистемы непосредственно вытекает из решения волнового уравнения. [c.14]

Предположение о квантовании энергии впервые было высказано Максом Планком (1900) и позже обосновано Альбертом Эйнштейном (1905). Энергия кванта Д зависит от частоты излучения V [c.10]

Квантование энергии, волновой характер движения микрочастиц, принцип неопределенности — все это показывает, что классическая механика совершенно непригодна для описания поведения микрочастиц. Так, состояние электрона в атоме нельзя представить как движение материальной частицы по какой-то орбите. Квантовая механика отказывается от уточнения положения электрона в пространстве она заменяет классическое понятие точного нахождения частицы понятием статистической вероятности нахождения электрона в данной точке пространства или в элементе объема с1У вокруг ядра. [c.12]

М Атомные спектры. Экспериментально квантование энергии атомов обнаруживается в их спектрах поглощения и испускания. Атомные спектры имеют линейчатый характер (рис. 6). Возникно- [c.15]

Изложенные в предыдущем параграфе выводы относятся к системам с дискретными уровнями энергии, т. е. с квантованными движениями. Поступательное движение изменяется непрерывно, однако к нему можно искусственно применять общее условие квантования движения, пользуясь тем, что поступательное движение молекул системы ограничено ее объемом У. Тогда для суммы состояний поступательного движения получается выражение- [c.334]

Фазовый интеграл Гиббса можно использовать вместо суммы по состояниям, не делая серьезной ошибки, в том случае, если температура системы такова, что энергия кТ гораздо больше разности энергий двух соседних квантованных состояний. [c.184]

S внутренних степеней свободы и общую энергию Е gs E — Е ) — общее число квантованных состояний той же самой молекулы, в которой энергия Е локализована в некоторой совокупности нормальных координат, таких, что если она сосредоточится там, то молекула разложится в результате одного колебания, и v — средняя скорость, с которой энергия переходит от одной нормальной координаты к другой. В терминах диаграммы потенциальной энергии (см. рис. Х.4) .,( ) представляет общее число возможных состояний, ограниченных гиперповерхностью энергии Е, в то время как gs E — Е ) представляет собой общее число состояний внутри той же самой гиперповерхности, которые удовлетворяют условию, что в надлежащих координатах имеется энергия, по крайней мере равная Е. В таком случае общая скорость реакции дается умножением к(Е) на вероятность Р Е) нахождения молекулы с общей энергией Е и суммированием по всем энергиям Е Е [c.220]

Одной из основных идей современной физики и химии является понятие о квантованных состояниях нли квантованных энергетических уровнях. Большое значение этих представлений для химии обусловлено тем, что все равновесные свойства газов могут быть вычислены на основании данных об энергетических уровнях их молекул. К этим свойствам относятся термодинамические величины теплоемкости, энтропии, свободные энергии образования и константы равновесия химических реакций. Во многих случаях величины, вычисленные таким образом, точнее, чем найденные экспериментально в других случаях вычисления являются единственно доступным в настоящее время методом получения необходимых данных, так как проведение соответствующих экспериментальных измерений практически невозможно. [c.292]

Энергия квантованных уровней молекулы зависит от таких ее структурных параметров, как симметрия, силы связи между атомами, межатомные расстояния и массы атомов. Поэтому детальное исследование энергетиче- [c.292]

Успехи в изучении строения молекул и развитие квантовой статистической физики привели к созданию нового метода расчета термодинамических функций и, в частности, химических равновесий. Этот метод дает возможность вычислять значения внутренней энергии (сверх нулевой), энтропии и теплоемкости газообразных веществ в широком интервале температур (до 4000— 6000 °С), исходя из величин энергий всех квантованных состояний молекулы, связанных с ее вращением, колебаниями, электронным возбуждением и другими видами движения. Для вычисления энергии каждого из состояний молекулы необходимо знать молекулярные параметры моменты инерции, основные частоты колебания, уровни электронного возбуждения и др. Эти величины находятся главным образом путем изучения и расшифровки молекулярных спектров. Вычисление же термодинамических величин проводится методами квантовой статистической физики. Здесь будут кратко изложены основы статистического метода расчета термодинамических функций. [c.327]

Таким образом, исчезновение вращательной структуры полос объясняется тем, что молекула распадается за время, меньшее времени одного оборота, хотя она успевает совершить при этом значительное число колебаний (- 100), поэтому квантование колебательных движений остается возможным. [c.67]

В упрощенной одномерной модели атома положение электрона относительно ядра определяется одной координатой, а его состояние — значением одного квантового числа. В двумерной (плоской) модели атома положение электрона определяется двумя координатами в соответствии с этим, его состояние характеризуется значениями двух квантовых чисел. Аналогично в трехмерной (объемной) модели атома состояние электрона определяется значениям трех квантовых чисел. Наконец, изучение свойств электронов, входящих в состав реальных атомоа, показало, что электрон обладает еще одной квантованной физической характеристикой (там называемый спин, см. 30), не связанной с пространственным положением электрона. Таким образом, для полного описания состояния электрона в реальном атоме необходимо указать значения четырех квантовых чисел. [c.75]

Но из исходного предположения Бора о квантовании углового момента электрона следует, что [c.355]

Главное квантовое число. Итак, в одномерной модели атома энергия электрона может принимать только определенные значения, иначе говоря—она квантована. Энергия электрона в реальном атоме также величина квантованная. Возможные энергетические состояния электрона в атоме определяются величиной главного квантового числа п, которое может принимать положительные целочисленные значения 1, 2, 3... и т. д. Наи меньшей энергией электрон обладает при л = 1 с увеличением я энергия электрона возрастает. Поэтому состояние электрона, характеризующееся определенным значением главного квантового числа, принято называть энергетическим уровнем [c.75]

В 1905 г. Альберт Эйнштейн (1879-1955) привел еще один пример квантования энергии, когда он сумел успешно объяснить фотоэлектрический эффект. Так называется явление выбивания электронов из поверхности металлов под действием света. (Фотоэлектрический эффект используется в фотоэлементах, которыми оборудованы хорошо известные всем автоматы-пропускники в метро, срабатывающие в результате изменения фототока.) Важной особенностью фотоэлектрического эффекта является то, что для каждого металла существует минимальная частота света, ниже которой не происходит испускания электронов независимо от того, насколько велика интенсивность пучка света. Классическая физика была не в состоянии объяснить, почему самые интенсивные пучки красного света не могут выбивать электроны из некоторых металлов, хотя это достигается очень слабыми пучками синего света. [c.338]

Самый поразительный для химиков пример квантования энергии света связан с попыткой объяснения атомных спектров. Исаак Ньютон (1642-1727) был одним из первых ученых, продемонстрировавших при помощи призмы разложение белого света в многоцветный спектр-от красного до фиолетового цветов. Мы уже знаем, что электромагнитный спектр продолжается в обе стороны от небольшой области, к которой чувствителен человеческий глаз со стороны низких частот к этой области примыкает инфракрасная часть спектра, а со стороны высоких частот-ультрафиолетовая часть спектра. [c.339]

Квантован теория строения атома [c.341]

В табл. 13-4 указаны диапазоны электромагнитного излучения, энергия которого выражена в различных единицах, а также названы источники излучения и приемные устройства, применяемые в каждом диапазоне. Квантованный характер молекулярных энергетических уровней используется в современных спектроскопических исследованиях для идентификации молекул и выяснения их молекулярного строения. Например, изучение вращательных переходов методами спектроскопии в дальней ИК-области и микроволновой спектроскопии дает исключительно точные сведения [c.587]

Энергия, которой может обладать электрон в атоме водорода, согласно уравнению (8-5), оказывается ограниченной определенными значениями, или, как говорят, квантованной. Целое число п, определяющее такие значения энергии, называется квантовым числом. Когда электрон отрывается от атома (оставляя его ионизованным), говорят, что этот электрон возбуждается, переходя в квантовое состояние с п = оо. Из уравнения (8-5) видно, что по мере того, как п приближается к бесконечности, энергия электрона Е стремится к нулю. Таким образом, энергия полностью ионизованного электрона приравнивается нулевому энергетическому уровню. Поскольку для удаления электрона из атома требуется затратить энергию, связанный в атоме электрон должен обладать энергией, меньшей чем нулевая, т.е. отрицательной энергией. На рис. 8-12 сопоставлены относительные размеры первых пяти электронных орбит в атоме водорода. [c.346]

Излучаемый свет предполагается квантованным точно таким же образом, как это предсказывалось Планком и Эйнштейном на основании экспериментальных данных по излучению абсолютно черного тела и фотоэлектрическому эффекту [c.348]

Одним из важнейших свойств вещества (материи), ставшим очевидным со времен Дальтона, является то, что оно построено из отдельных, дискретных частиц. Большинство веществ природы внешне представляются непрерывными, например вода, ртуть, кристаллы солей, газы. Однако если бы наш глаз мог различать ядра и электроны, входящие в состав атомов, а также элементарные частицы, из которых состоят ядра, сразу обнаружилось бы, что любое вещество в окружающем нас мире состоит иэ определенного числа таких основных структурных единиц и, следовательно, имеет квантованную природу. Материальные предметы кажутся непрерывными только из-за крохотных размеров составляющих их индивидуальных частиц. [c.353]

Аналогия с квантованными орбитами, в которых может уместиться лишь целое число волн де Бройля, напрашивается сама собой. Конечно, уравнение (15) не похоже на уравнение (14)—разные порядки производной по времени. Но важно другое — идея рассмотреть задачу о движении электрона в атоме как математическую задачу на определение собственных значений и собственных функций некоторого дифференциального уравнения. Оставалось найти это уравнение. [c.31]

В отличие от этого свет рассматривался как совокупность волн, распространяющихся в пространстве с постоянной скоростью при этом считалась возможной любая комбинация энергий и частот. Однако Планк, Эйнштейн и Бор показали, что свет при наблюдении в определенных условиях также способен проявлять корпускулярные (присущие частицам) свойства, т.е. имеет квантованную природу. [c.353]

В 1924 г. французский физик Луи де Бройль (р. 1892 г.) выдвинул дополнительную гипотезу, что все материальные объекты обладают волновыми свойствами. Де Бройль размышлял над моделью атома Бора и задавал себе вопрос-в каком из явлений природы естественнее всего происходит квантование энергии Несомненно, оно имеет место при колебаниях струны, закрепленной на обоих концах. Скрипичная струна может колебаться только с некоторыми определенными частотами она издает основной тон, когда вся колеблется как единое целое, а также обертоны с более короткими длинами волн. Колебание с длиной волны, при которой амплитуда не становится равной нулю одновременно на обоих концах закрепленной струны, не может осуществляться (рис. 8-15). (Точка струны, в которой амплитуда стоячего колебания равна нулю, называется узлом, а точка с максимальной амплитудой колебания-пучностью.) Таким образом, наличие особых граничных условий, требующих неподвижности крайних точек струны, приводит к квантованию колебаний (т. е. к отбору допустимых колебаний). [c.353]

Таким образом, мы видим, что за квантование длин волн колебаний струны ответственно не само волновое уравнение, а граничные условия колебаний. [c.361]

В чем заключается квантование энергии Укажите, в чем оно проявляется в следующих случаях [c.377]

Первые разделы главы, в которых обсуждаются ядерное строение атома, квантование и атомная теория Бора, можно включить в любой курс. Основной упор следует сделать на происхождение атомных спектров как переходов между дискретными энергетическими уровнями и на использование квантового числа п для обозначения уровней, а также для вычисления радиуса и энергии движущегося электрона в атоме. [c.573]

А. Зоммерфельд, который, следуя, как когда-то Кеплер при изучении планетной системы, внутреннему чувству гармонии , разработал представление об эллиптических орбитах, введя для них соответствующее условие квантования, которое заменило боровскую формулу (3) [c.14]

Современная теория строения атома основана на законах, описывающих движение микрочастиц (микрообъектов). Поскольку массы и размеры мри<рочастиц чрезвычайно малы по сравнению с массами и размерами макроскопических тел, свойства и закономерности движения отдельной микрочастицы качественно от-JП[чaют я от свойств и закономерностей движения макроскопического тела, уже давно изученных классической физикой. В 20-е годы XX в, возник новый раздел физики, описывающий движение и взаимодей-С1ВИЯ микрочастиц, — квантовая (или волновая) механика. Она основывается на представлении о квантовании энергии, волновом характере движения микрочастиц н вероятностном (статистическом) методе описания микрообъектов. [c.10]

Этот анализ, конечно, значительно упрощен в течение медленного столкновения Ец измепяется от своего первоначального значения через максимум (если имеется сила отталкивания) до нуля и затем обратно через новый максимум до своего конечного значения. В течение всего этого времени состояние осциллятора также меняется от первоначального до конечного. Величина (Ец) составляет около половины первоначальной величины Ец. Для квантовомехапнческой системы дополнительное условие квантования колебательных уровней делает вышеприведенный метод анализа неприемлемым. [c.153]

В ЭТОМ соотношении моя5но узнать классическую формулу с прибавлением нормирующего коэффициента в знаменателе. Формула справедлива, только когда кТ > Ь /8т1 , где объем газа V = Р. Постоянные величины в выражениях для не влияют на относительные величины термодинамических функций, а поэтому для квантованных молекул будут справедливы те же самые термодинамические формулы, описывающие поступательную энергию, что и для классических частиц (за исключением аддитивной постоянной в энтропийном члене). [c.185]

Множитель (1—представляет собой отношенне числа молекулярных квантованных состояний на седловинной точке Lo к общему числу состояний на гиперповерхности энергии Е Е. Это отношение сильно зависит от величины Е и умень-ш ается для любой данной величины Е по мере возрастания Е. [c.210]

Здесь gsiE) — число квантованных состояний молекулы, которая имеет [c.219]

Ограничиваясь квантованными, дискретными состояниями, переходы между которыми прерывны, т. е. скачкообразны, можно представить W для системы из N молекул как объем многомерного фазового пространства. На осях координат этого пространства откладываются координаты и импульсы (количества движения) для всех степеней свободы f каждой молекулы (три поступатель- [c.327]

Исследорання атомных спектров приведу) к выводу, что, помимо квантовых чисел п, I ч т, электрон характеризуется еще одной квантованной величиной, не связанной с движением электрона вокруг ядра, а определяющей его собственное состояние. Эта величина получила названне спинового квантового числа [c.84]

Квантование энергии. Электромагнитные волны и скорость света, длина волны, частота и волновое число. Электромагнитный спектр. Излучение абсолютно черного тела. Кванты и постоянная Планка. Фотоэлектрический эффект и фотоны. Спектры поглощения и испускания. Серии Лаймана, Баль.мера и Пашсна уравнение Рндберга. [c.328]

В 1926 г. Эрвин Шрёдингер (1887-1961) предложил описывать движение микрочастиц при помощи выведенного им волнового уравнения. Нас не столько интересует математический вид уравнения Шрёдингера, сколько способ нахождения его рещений и извлечения из них необходимой информации. Поняв, как поступают при решении уравнения Шрёдингера, можно, даже не проводя самого решения, составить представление о причинах квантования и о смысле квантовых чисел. В данном разделе мы попытаемся объяснить общий метод решения дифференциальных уравнений движения, с которыми приходится встречаться в квантовой механике. Этот метод будет пояснен путем рассмотрения более простой аналогии-уравнения колебаний струны. [c.360]

Можно ли найти какую-то логическую связь между квантованием энергии в атоме водорода и тем, что знаменитому певцу Карузо удавалось разбить бокал звуком своего голоса, когда он брал высокую ноту [c.378]

Физическая химия. Т.1 (1980) -- [ c.42 , c.439 ]

Химическая связь (0) -- [ c.21 , c.45 , c.226 ]

Спектральный анализ и его приложения Выпуск 2 (1972) -- [ c.8 ]

Химия справочное руководство (1975) -- [ c.0 ]

Курс химии Часть 1 (1972) -- [ c.56 ]

Неорганическая химия (1979) -- [ c.45 ]

Методы кибернетики в химии и химической технологии (1985) -- [ c.29 ]

Химическая связь (1980) -- [ c.21 , c.45 , c.226 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 2 (1963) -- [ c.513 , c.517 ]

Принципы когерентной связи (1966) -- [ c.312 , c.314 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология