Пространственное квантование

До сих пор мы рассматривали орбитальный механический момент импульса L0 частицы, вращающейся относительно точки 0 (рис.4.7). Однако, если вращается заряженная частица (например, электрон - рис.5.1), то надо учитывать и наличие орбитального магнитного момента , вектор которого в случае движения электрона направлен противоположно вектору L0. При этом векторы и L0 связаны соотношением

L₀. (5.1)

Наличие связи между вектором момента импульса электрона в атоме и квантовыми числами m и l подсказывает мысль о возможности построения для него очень полезной диаграммы.

Если провести заданное направление H вертикально, то различные состояния L₀ отобразятся относительно него по схеме рис.5.2:

L_0H = mћ, (5.2)

где m - магнитное квантовое число.

То есть наблюдаются определенные, фиксированные уравнением (5.2), направления вектора орбитального момента импульса электрона в пространстве или, как говорят, имеет место пространственное квантование.

Пример (рис.5.3).

1) l = 0 (s -состояние) m = 0: L₀ = 0, L_0H =0

2) l = 1 (p -состояние) m = 0: L₀ = ћ, L_0H =0

L0 = ћ, L0H = mћ = ћ L0 = ћ, L0H = -ћ. Чем больше , тем больше вариантов для значений магнитного квантового числа m, тем больше направлений для вектора орбитального момента импульса электронов L0 в пространстве. Согласно соотношению (5.1) пространственное квантование будет характерно и для орбитального магнитного момента электрона в атоме (см. уравнения 4.19, 5.2):

m_О m_Б , (5.3)

где m_Б = 0,927^.10^-23 Дж/Тл - введенный нами ранее магнетон Бора.

С другой стороны

m_OH L_0H m_Бm, (5.4)

поэтому магнетон Бора представляет собой наименьшую величину, которую может иметь проекция орбитального магнитного момента электрона на заданное направление Н.

Поиск по сайту: