Murakkab atomlarda elektronlar sathlarining strukturasi. Shtern va Gerlax tajribasi, atomlarning chiziqli spektrlari

|
Murakkab atomlarda elektronlar sathlarining strukturasi. Shtern va Gerlax tajribasi, atomlarning chiziqli spektrlari
|
bet | 20/24 | Sana | 06.12.2023 | Hajmi | 308,39 Kb. | | #112601 |
Bog'liq Vakuumdagi magnit maydon induksiya vektorining sirkulyasiyasi. SMurakkab atomlarda elektronlar sathlarining strukturasi. Shtern va Gerlax tajribasi, atomlarning chiziqli spektrlari
Atom murakkab sistema bulib, mikroolam konunlariga buysunadigan, xarakatdagi zarrachadir.
Atom-kimyoviy elementning kichik zarrachasi bulib, uzida elementning ma'lum xossalarini mujassamlashtirgan buladi. Atom erkin yoki birikma xolatida buladi.
XX asr boshlarigacha atom moddaning oxirgi bulinish darajasi deb kelindi. Bunday tasavvurlarning bir tomonlama va cheklanmaganligini ayrim olimlar tushunar edi. Masalan XIX asrning boshida Moskva Davlat universitetining professori G.M.Pavlov atomning tuzilishi murakkab, uning tuzilishida manfiy va musbat elektr zaryadi ishtirok etadi, degan fikrni ilgari surdi. Ulug rus olimi A.M.Butlerov 1886 yilda kuyidagicha yozgan edi: "Xozirgi vaktda ba'zi elementlarning "atomlar" deb ataladigan zarrachalari, asl moxiyati bilan aytganda, balki kimyoviy yul bilan bulinish xususiyatiga egadir, ya'ni ular uz tabiati jixatidan bulinmaydigan zarrachalar bulmay, balki xozirgi bizga ma'lum bulgan vositalar bilangina ajratib bulmaydigan zarrachalardir va ... keyin borib kashf etiladigan prosesslarda ajratish mumkin buladi."
XX asr boshida katod nurlarining tabiatini fotoeffekt va termoemissiya, elektroliz, radioaktivlikni urganish va boshka ishlar bilan atom tuzilishining murakkab, diskret tuzilganligi isbotlandi.
Atomning ichki tuzilishini bir-biridan massalari, ulchamlari, zaryadi, yashash vakti bilan fark kiladigan mayda zarrachalar tashkil kiladi. Bu zarrachalar elementar zarrachalar deyiladi. Xozirgi vaktda bunday zarrachalardan 200 ga yakini ma'lum.
Katod nurlari. Atomning murakkabligini tasdiklovchi dastlabki tajriba ma'lumotini 1879 yilda, siyraklashtirilgan gazlarda elektr razryadi xosil bulish xodisasini tekshirish natijasida kulga kiritildi. Agar ichidagi xavosi surib olingan shisha nayning bir uchiga katod, ikkinchi uchiga anod kavsharlanib unga yukori chastotali tok ulansa, katoddan nur tarkala boshlaydi. Bu nurlar katod nurlari deyiladi. Elektr va magnit maydonida bu nurlar dastlabki yunalishdan musbat kutbga ogadi (1-rasm).
Bu esa ularning manfiy zaryadlanganligini kursatadi. Katod nurlari katta tezlik bilan xarakat kilayotgan manfiy zarrachalar okimidir. Bu zarrachalar keyinchalik elektronlar deb ataldi.
Boze-Eynshteyn va Fermi-Dirak taqsimotlari. Elektron gazning g‘alayonlanishi. Fermi sathi.
Gaz molekulalarining tezliklar bo`yicha taqsimoti Maksvell qonuniga, uning potensial maydondagi konsentratsion taqsimoti Bolsman qonuniga bo`ysunadi. Endi shu taqsimotlar orasidagi umumiy bog`lanishini ko`raylik.
Nisbiy tezliklar orqali Maksvell taqsimoti
(9.1)
ko`rinishda ifodalanishini bilamiz. Bu yerda ekanligini hisobga olsak. (9.2)
bo`ladi. Bu ifodaga Bolsman taqsimotidagi n ning qiymatini qo`ysak
(9.3)
ko`rinishda umumlashgan Maksvell-Bolsman taqsimoti hosil bo`ladi. (9.3) formula tashqi potensial maydonda harakatlanuvchi umumiy nta molekulaning qancha qism nisbiy tezliklar intervalda harakatlanishini ko`rsatadi. Demak, Maksvell taqsimoti muvozanat holatdagi, ya`ni doimiy temperaturada gaz molekulalarining tezliklar bo`yicha taqsimotini ifodalaydi va tashqi potensial maydonga bog`liq emas. Bolsman taqsimoti esa doimiy temperaturadagi gaz molekulalarining tashqi potensial maydondagi konsentratsion taqsimotini ifodalab, gaz molekulalari tezliklar taqsimotiga bog`liq emas.
Bir qarashda Maksvell taqsimoti Bolsman taqsimotiga bog`liqdek tuyuladi. Aslida unday emas. Chunki gaz molekulalarining harakati to`xtovsiz xaotik bo`lganligi tufayli yuqoriga ko`tariluvchi molekulalar oqimidan kichik tezlik bilan harakatlanuvchi gaz molekulalari chiqib qoladi va natijada yuqoriga ko`tariluvchi molekulalar soni kamaya boradi. Bu molekulalarning harakat tezliklari katta bo`lganliklari uchun o`rtacha har bir molekulaga tegishli energiya masofaning o`zgarishi bilan doimiy qoladi, binobarin, balandlikning o`zgarishi bilan gazning temperaturasi, o`rtacha har bir molekulaga tegishli kinetik energiya Bilan aniqlanganligi uchun doimiy qoladi. Shuning uchun gaz molekulalarining balandlikka qarab konsentratsiyasining o`zgarishi va hamma nuqtalarda temperaturaning doimiy qolishi o`zaro bir-biriga zid bo`lmasdan mos tushadi. Agar - molekulaning kuch maydondagi potensial energiyasi bo`lsa, u holda bo`lganligi uchun
(9.4)
bu munosabatda kuch maydonining bir jinsligi va fizik tabiatidan biror belgi qolgani yo`q. Shuning uchun (9.4) munosabatni integrallab
(9.5)
tenglikni olamiz. Bu munosabat Bolsman taqsimoti qonuni yoki sodda qilib, Bolsman taqsimoti deyiladi.
Bir jinsli og`irlik maydoni tasdiqan agar gazning konsentratsiyasidan P bosimga o`tsak (9.5) formuladan
|
| |