Atom va yadro fizikasi

2. To’lqin-zarra dualizmi. Lui-de-Broyl gipotezasi. Kvant mexanikasi haqida tushuncha

1924-yilda fransuz fizigi L.V.de-Broyl yorug’lik kabi barcha mikrozarralar korpuskulyar xususiyatga ega bo’lishi bilan birgalikda, to’lqin xususiyatga ham ega bo’ladi, degan farazni ilgari surgan. Uning g’oyasiga ko’ra, yorug’lik tezligidan ancha kichik bo’lgan tezliklar bilan harakatlanadigan zarrachalar to’lqin uzunligi

(2.1)

bilan aniqlanadi, agar zarra yorug’lik tezligiga yaqin tezlik bilan harakatlansa, uning to’lqin uzunligi

(2.2)

bilan aniqlanadi.

Mikrozarralar dunyosining o’ziga xos xususiyatlaridan biri – diskret energetik sathlarning mavjudligidir. Buni faqat kvant mexanikasi tushuntirib bera oladi. Demak, mikrozarralar dunyosini va ularning harakatlarini faqatgina kvant fizikasi asosida tushuntirish mumkin ekan. Kvant mexanikasi esa kvant fizikasining matematik apparatidiar.
Diskret holatlarning mavjudligini kvant mexanikasining asosiy tenglamasi – SHredinger tenglamasini yechib hosil qilish mumkin. SHredinger tenglamasining yechimi bo’lgan (psi) - to’lqin funksiya yordamida mikrozarralarning harakati haqida ma’lumotlarni olish mumkin. U mikrodunyodagi zarralarning holat funksiyasi hisoblanib, zarralarning kvant holatlari bo’yicha taqsimotini aks ettiradi.


3. Eletron spini. Atom sistemasini xarakterlovchi kvant sonlari. Pauli prinsipi

YAdro atrofida orbita bo’ylab aylanayotgan elektron impuls momentiga ega bo’lib, u orbital moment ( ) deb yuritiladi. Uning modulini

(3.1)

orqali topiladi. Buerdagi l kattalik orbital kvant soni bo’lib, u ( n – bosh kvant soni ) qiymatlarni qabul qiladi.

Elektron orbital momentini Z o’qidagi proeksiyasi uchun


(3.2)

o’rinli bo’ladi. Bu yerdagi m magnit kvant soni deb atalib, u qiymatlarni qabul qiladi.

Energetik sathlarning ajralishini tushuntirish uchun 1925-yilda Gaudsmit va Ulenbeklar elektronlar xususiy orbital moment ( spin – s )ga ega bo’lishi to’g’risidagi farazni ilgari surdilar. Keyinchalik tajribalar elektronning spini mavjudligini isbotladi. Spin


(3.3)

asosida aniqlanadi, bunda s – cpin kvant soni bo’lib, elektron uchun ga teng.

Kvant mexanikasining qonunlaridan yana biri Pauli prinsipi hisoblanadi. Bu prinsip quyidagicha ta’riflanadi: Atomda yoki biron-bir kvant sistemada to’rtta n, l, m ,s kvant sonlariga ega bo’lgan ikkita elektron bitta kvant holatida bo’lishi mumkin emas. Mendeleev davriy sistemasining to’ldirilishida Pauli prinsipi asosiy rol o’ynaydi.