Волновые свойства электронов
И так Бор пришел к выводу о существовании дискретного множества стационарных состояний атома с энергиями
.
Далее он предположил, что излучение атома возникает при его переходе из одного стационарного состояниев другое
(с меньшей энергией). Частота соответствующей спектральной линии определяется правилом, следующим из закона сохранения энергии:
.
Это и есть знаменитое правило частот Бора. В соответствии с гипотезой Эйнштейна при переходе излучается фотон с энергией.
Применив правило частот к атому водорода, Бор получил формулу Бальмера, найдя при этом выражение для постоянной Ридберга через фундаментальные физические постоянные:
.
Вычисленное значение
прекрасно согласуется со значением, полученным из спектроскопических измерений.
Дальнейшее развитие теории Бора потребовало найти методы квантования систем с несколькими степенями свободы. Важный класс таких систем – квазипериодические системы с разделяющимися переменными. В этом случае правила квантования применяются к каждой независимой паре канонических переменных:
![]()
Таким образом, число вводимых квантовых чисел
равно числу степеней свободы
. Условия квантования квазипериодических систем были сформулированы независимо Вильсоном и Зоммерфельдом (W. Wilson, A. Sommerfeld) в 1915-16 г. Применение этих условий к эллиптическим электронным орбитам в атоме водорода дало известный результат Бора для энергии стационарных состояний вследствие специфики кулоновского потенциала (совпадение периодов изменения разделяющихся сферических координат
, что приводит к зависимости квантованных значений энергии только от суммы целых чисел
).
Частицы, описываемые функциями
(
), называются бозонами (фермионами) и подчиняются
статистике Бозе – Эйнштейна (Ферми – Дирака).
В квантовой
механике постулируется следующая связь спина и статистики: частицы с целым спином
(
) являются бозонами, частицы с полуцелым спином (
) – фермионами. Расчёт
трёхфазной цепи Электротехника курсовая работа
Замечание. В квантовой теории поля указанная связь спина и статистики представляет собой теорему, доказанную В. Паули (W. Pauli, 1940) на основе принципа причинности и лоренц-инвариантности.
Статистика составных тождественных
частиц (например, атомных ядер) определяется четностью числа входящих в их состав
фермионов. Например, дейтрон ( ядро атома дейтерия
), состоящее из двух частиц со спином
, протона и нейтрона, является бозоном.
Двойной интеграл Вычисление двойного
интеграла в декартовых координатах Примеры решения и офомления задач контрольной
работы по высшей математике
Гамильтониан системы
тождественных попарно взаимодействующих частиц массы
во внешнем поле
имеет вид:
|
||