CCF20090610007 (3)

, ih III .u kelta seria N (n=4), w podczerwieni,

Miii* l'lunda - seria O (n=5), w podczerwieni, seria Humpfsa - seria P (n=6), w podczerwieni,

a także serie obserwowane w obszarze rentgenowskim dla metali ciężkich (metale o dużej liczbie atomowej Z).

52. teoria bohra i zakres jej stosowalności

Bohr założył, że elektron może krążyć tylko po wybranych orbitach zwanych stabilnymi, oraz że krążąc po tych orbitach nie emituje promieniowania (mimo że tak wynikałoby z rozwiązania klasycznego). Atom wydziela promieniowanie tylko gdy elektron przechodzi między orbitami. Długość fali elektronu mieści się całkowitą liczbę razy w długości orbity kołowej. Model Bohra, jakkolwiek będący sztucznym połączeniem mechaniki klasycznej i relacji de Broglie'a, daje prawidłowe wyniki dotyczące wartości energii elektronu na kolejnych orbitach. Mimo pozornej poprawności modelu zrezygnowano z niego, ponieważ zgodnie z elektrodynamiką klasyczną poruszający się po okręgu (lub elipsie), a więc przyspieszany, elektron powinien, w sposób ciągły, wypromieniowywać energię i w efekcie "spadłby" na jądro już po czasie rzędu 10"⁶ sekundy. Fakt, że tak się nie dzieje, nie dawał się wytłumaczyć na gruncie fizyki klasycznej. Model Bohra został ostatecznie odrzucony również ze względu na to, że nie dawało go się zaadaptować do atomów posiadających więcej niż dwa elektrony i nie można było za jego pomocą stworzyć przekonującej, zgodnej ze znanymi faktami eksperymentalnymi teorii powstawania wiązań chemicznych.

ZAKRES STOSOWALNOŚCI: Teoria Bohra, mimo swoich sukcesów, miała również pewne wady. Opierała się ona na dowolnych założeniach i miała ograniczony zakres stosowalności. W szczególności nie dawała poprawnego opisu optycznych widm atomów, zawierających więcej niż jeden elektron.

53. zasada odpowiedniości

Zasada odpowiedniości (zasada korespondencji) jest jedną z najważniejszych zasad fizyki. Sformułowana przez Nielsa Bohra w 1923, mówi, że przewidywania każdej teorii kwantowej dotyczącej zachowania się jakiegoś układu fizycznego muszą odpowiadać przewidywaniom fizyki klasycznej w granicznym przypadku, gdy liczby kwantowe określające stan układu przybierają bardzo duże wartości.

Zasada odpowiedniości uzasadnia niektóre reguły wyboru. Składa się z następujących części:

1.    Przewidywania teorii kwantowej dotyczące zachowania się dowolnego układu fizycznego muszą w granicy, w której liczby kwantowe określające stan układu stają się bardzo duże, odpowiadać przewidywaniom fizyki klasycznej

2.    Danej regule wyboru podlega cały zbiór wartości odpowiedniej liczby kwantowej. Zatem wszystkie reguły wyboru, które niezbędne są do otrzymania wymaganej odpowiedniości w granicy klasycznej (duże n) stosują się także w granicy kwantowej (małe n).

Ogólnie zasada odpowiedniości dotyczy relacji pomiędzy fizyką kwantową a klasyczną. Fizyka klasyczna jest szczególnym przypadkiem fizyki kwantowej, stąd im wyższe wartości liczb kwantowych tym większe zbliżenie (podobieństwo) z fizyką klasyczną.

54. równanie falowe cząstki - schroedingera

Równanie Schródingera jest podstawowym równaniem nierelatywistycznej mechaniki kwantowej, sformułowanym przez austriackiego fizyka Erwina Schródingera w 1926 roku. Opisuje ono ewolucję układu kwantowego w czasie. W nierelatywistycznej mechanice kwantowej odgrywa rolę analogiczną do drugiej zasady dynamiki Newtona w mechanice klasycznej.

Najbardziej ogólna postać równania Schródingera:

He(r,t) =

gdzie i to jednostka urojona, jest stałą Plancka podzieloną przez 2n, H jest operatorem energii całkowitej, tzw. hamiltonianem układu,^l' (*': ^)jest funkcją położenia i czasu tzw. funkcją falową.

55. cząstka w studni potencjału, bariera potencjału

Studnia potencjału to rejon otaczający minimum lokalne energii potencjalnej. Energia uwięziona w studni potencjału nie może przekształcić się w Inną postać energii (energię kinetyczną w przypadku grawitacyjnej studni potencjału) ponieważ jest uwięziona w lokalnym minimum studni. Z tego względu, ciało nie może podążyć do globalnego minimum energii potencjalnej tak, jak miałoby to miejsce z powodu entropii w naturalnych warunkach

Bariera potencjału - ograniczony obszar (zazwyczaj niewielki), w którym energia potencjalna cząstki (punktu materialnego) przyjmuje wartości większe niż w jego otoczeniu. W mechanice klasycznej cząstka, której energia jest mniejsza od energii maksymalnej w barierze potencjału nie przejdzie przez barierę potencjału. Mechanika kwantowa przewiduje istnienie efektu tunelowania polegającego na przenikaniu cząstek przez barierę potencjału, pomimo że mają energię mniejszą od wynikającej z mechaniki klasycznej. Prawdopodobieństwo przeniknięcia cząstki przez barierę potencjału zależy od energii cząstki, wysokości i szerokości bariery. Cząstka o energii większej od wysokości bariery może zostać odbita przez barierę potencjału. Współczynnik odbicia zwykle maleje wraz ze wzrostem energii cząstki, ale generalnie jest skomplikowaną funkcją energii. Niektóre wartości energii mogą dać zerowe prawdopodobieństwo odbicia cząstki przez barierę. Zjawisko przenikania cząstek przez barierę potencjału odgrywa bardzo ważną rolę i odpowiada za wiele zjawisk np.: rozpad o jąder atomowych, emisję elektronów z zimnych metali pod wpływem silnego pola elektrycznego (emisja połowa), niektóre reakcje chemiczne.

56. efekt tunelowy i jego zastosowania

Tunelowy efekt, zjawisko tunelowe, zjawisko kwantowe polegające na przenikaniu cząstki przez barierę potencjału (co wyklucza fizyka klasyczna). Jedno z dopuszczalnych wyjaśnień efektu tunelowego polega na odwołaniu się do zasady nieoznaczoności: pęd i energia potencjalna cząstki nie dadzą się ściśle określić w tym samym czasie, czyli możliwe są fluktuacje energii pozwalające na pokonanie bariery potencjału. Innym, obrazowym wyjaśnieniem efektu tunelowego jest przedstawienie owej bariery jako tworu zbudowanego z cząstek wirtualnych: oddziaływanie na nie cząstki przenikającej następuje wówczas zgodnie z pewnym skończonym prawdopodobieństwem. Efekt tunelowy wyjaśnia wiele procesów fizycznych pozornie tak różnych, jak rozpad alfa czy działanie diody tunelowej. ZASTOSOWANIE: Fuzja jądrowa będąca źródłem energii Słońca zachodzi w dużym stopniu dzięki zjawisku tunelowemu. Zjawisko to umożliwia pokonanie bariery odpychania kulombowskiego jąder atomów w temperaturze niższej, niż wynikałoby to z praw termodynamiki. Efekt tunelowy stwarza również nadzieje na obniżenie temperatury fuzji przeprowadzanej w sposób kontrolowany. Dzięki zjawisku tunelowemu następuje emisja cząstek a w procesie rozpadu promieniotwórczego masywnych jąder atomowych. We współczesnej technice na zjawisku tunelowym oparte jest funkcjonowanie wielu półprzewodnikowych elementów elektronicznych (np. dioda tunelowa) oraz urządzeń takich jak skaningowy mikroskop tunelowy.

57. kwantowanie energii i pędu

Kwantowanie (wielkości fizycznej), w teoriach fizycznych kwantowaniem nazywa się przyjęcie do opisu zjawisk hipotezy o nieciągłym (tzw. dyskretnym) charakterze danej wielkości.

Aby wyjaśnić pewne szczególne własności promieniowania cieplnego, Max Planck w 1900 roku wprowadził postulat, że energii nie można dzielić na coraz to mniejsze ilości. Jest ona emitowana jedynie w dyskretnych “porcjach", zwanych kwantami. Energia E kwantu zależy od częstotliwości i źródła promieniowania i jest dana wzorem:E=Hf

Moment pędu jest wielkością skwantowaną. Oznacza to, że dowolny obiekt fizyczny może posiadać moment pędu tylko o pewnych, ściśle określonych wartościach.

58. zasada superpozycji

Zasada superpozycji mówi, że pole (siła) pochodzące od kilku źródeł jest wektorową sumą pól (sił), jakie wytwarza każde z tych źródeł. Spełniają ją pole elektromagnetyczne i pole grawitacyjne, a w konsekwencji siły pochodzące od nich, m.in. siła Coulomba.

59. przybliżona metoda rozwiązania równania schroedingera

Rozwiązania tego równania, będące złożeniem wielomianów Laguerre'a (opisujących zależność radialną) i funkcji kulistych (opisujących zależności kątowe), odtwarzają z dobrym przybliżeniem strukturę atomu wodoru (m.in. poziomy energetyczne).

Energia może być uwolniona ze studni potencjału jeśli wystarczająca ilość energii zostanie dodana do systemu aby przezwyciężyć lokalne minimum. W fizyce kwantowej, energia potencjalna może wydostać się ze studni potencjału bez dodatkowej energii ze względu na probabilistyczną naturę cząstek w mechanice kwantowej.

Wykres dwuwymiarowej funkcji energii potencjalnej to powierzchnia energii potencjalnej, która może być wyobrażona jak powierzchnia Ziemi w postaci krajobrazu z wzgórzami i dolinami. W takim przypadku studnia