АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Принцип запрета Паули

Читайте также:
  1. B. Основные принципы исследования истории этических учений
  2. ERP-стандарты и Стандарты Качества как инструменты реализации принципа «Непрерывного улучшения»
  3. I. Структурные принципы
  4. II. Принципы процесса
  5. II. Принципы средневековой философии.
  6. II. СВЕТСКИЙ УРОВЕНЬ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОММУНИКАЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ПРИНЦИПОВ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СПРАВЕДЛИВОСТИ
  7. II. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВОИ
  8. II.4. Принципы монархического строя
  9. III. Принцип удовольствия
  10. III. Принципы конечного результата
  11. III. Принципы конечного результата.
  12. IV. Принцип реальности

 

В большинстве интересных задач, к которым желательно было бы применить идеи микроскопической физики, фигурируют сис­темы с большим количеством движущихся частиц, например ато­мы с многими электронами, потоки электронов в микроскопи­чески маленьком объеме твердого тела и др. Можно было бы пред­положить, что если система содержит в себе не один, а много электронов, то следует рассматривать движение каждого электро­на независимо от остальных, а для получения общего решения, похожего на уже когда-либо кем-либо найденное, необходимо просуммировать решения, полученные для отдельных электронов. Тогда энергия всего атома окажется суммой энергий электронов в их различных состояниях. Наинизшей энергией в этой модели обладал бы атом, в котором все электроны находились бы в наиниз­шем энергетическом состоянии.

Однако в квантовой механике действует совершенно иной и существенно новый принцип (не имеющий себе аналога в клас­сической механике) и относящийся именно к случаю многоэлек­тронных атомов. Этот принцип - принцип запрета Паули - гла­сит, что в данный момент времени в определенном квантовом состоянии в атоме (а в общем случае в одной и той же области пространства, где действуют законы квантовой механики) может находиться лишь один электрон. Определенное квантовое состоя­ние означает наличие частицы с конкретным набором квантовых чисел. Согласно основным положениям квантовой механики каж­дый отдельный электрон можно описать при помощи четырех кван­тoвыx чисел:

n=1,2,…;

l=0,1,…,n-1;

(1.5)

m=-j,-j+1,…,+j,

где п - главное квантовое число (оно может принимать все значе­ния от 1 и более); l- азимутальное квантовое число, изменяю­щееся от О до n-1; j - внутреннее квантовое число, которое может принимать только два приведенных значения; т - проек­ция j на специально выбранное направление, по правилам про­странственного квантования изменяющееся от -j до +j, пробегая при этом (2j + 1) значений.

Два электрона эквивалентны, если у них одинаковые п и оди­наковые 1. Поэтому согласно принципу Паули два эквивалентных электрона должны отличаться друг от друга направлением либо спина, либо m.

Принцип Паули существенно усложняет рассмотрение энерге­тических состояний более сложных атомов или энергетических со­стояний электронов в кристаллах. Например, если атом имеет сис­тему энергетических состояний, сходную со спектром атома кис­лорода, то на низшем энергетическом уровне могут располагаться только два электрона, поскольку этот уровень двухкратно вырож­ден. Третий электрон должен располагаться уже на следующем, более высоком, уровне. После того как и этот уровень заполнится, после­дующие электроны должны переходить на еще более высокие уровни. Развитие технологии наноэлектроники привело к тому, что, каза­лось бы, столь далекий от реальной жизни принцип Паули работа­ет в таком сугубо прагматическом приборе, как атомно-силовой микроскоп, при помощи которого можно наблюдать за отдельны­ми атомами.



 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)