O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi buxoro davlat universiteti fizika-matematika fakulteti

Qo`zg`algan holatdagi atomlar sonini e marta kamayishi uchun ketgan vaqt, atomning qo`zg`algan holatda yashash vaqti deyiladi. Lekin atomda, shunday metastabil holatlar bo`lishi mumkinki, bu holatda uning yashash vaqti ancha katta, sekundning o`ndan bir ulishlarida bo`lishi mumkin. Kvant mexanikasida atomning o`rtacha yashash vaqti haqida gapiriladi. Ma`lum bir atomning qo`zg`algan holatda qancha vaqt bo`lishini kvant mexanikasi aytib beraolmaydi. Atomning qo`zg`algan holatdan normal holatga o`tishi tasodifan sodir bo`ladi. Demak, atomni qo`zg`algan holatda bo`lish vaqtida t noaniqlik diomo bo`ladi. Shu vaqtning noaniqligi energiyaning noaniqligi bilan bog`langan, ya`ni

(1.2.4)

Agar atomning qo`zg`algan holatda o`rtacha yashash vaqti t=10^-8s ekanini hisobga olsak, energiyaning noaniqligi uchun quyidagi natijani olamiz:


eV (1.2.5)

E ning bu qiymati energetik sathlar farqiga nisbatan juda kichik son.

Atomning har bir energetik sathni (chizig`i) o`rtacha E 10^-7 eV oraliqda tasodifiy o`zgarishi mumkin. Bu energetik sathi enliroq bo`lishga olib keladi. Atomning qo`zg`alish energiyasi ortishi bilan uni o`rtacha yashash vaqti qisqarib boradi. Natijada yuqori energetik sathlarning kengligi E ortib boradi (1.2.1-rasm). E10^-7 eV qiymat energetik sathning tabiiy kengligi hisoblanadi.

Energetik sathni kengayib ketishi atom spektral chizig`ini ham ma`lum miqdorda yoyilishiga olib keladi. Ya`ni :


(1.2.6)
Bundan atom sochayotgan nurlanishni Bor nazariyasi ko`rsatgandek qat`iy monoxromatik emasligi kelib chiqadi. Spektral chiziq ma`lum kenglikka ega bo`lib, spektrda ma`lum sohani egallaydi. Olingan  qiymat spektral chiziqning tabiiy kengligi deb qabul qilingan. Spektroskopiyada =10<sup>8</sup> Gs qiymat juda kichik hisoblanadi.
Ko`zga ko`rinadigan yorug`lik chastotasi 10¹⁴ Gs atrofida bo`lishini hisobga olsak, ekanligi kelib chiqadi. Spektral chiziqlarni kengayishini boshqa sabablari ham bor. Bunga misol qilib spektral chiziqning doplercha kengayishini olish mumkin. Doplercha kengayish nurlanayotgan atomlarning issiqlik tezligi bilan bog`liqdir. Nurlanayotgan atom spektrometrga yaqinlashayotgan bo`lsa, uni chastotasi (Dopler effektiga ko`ra) ortadi, agar u, spektrometrdan uzoqlashayotgan bo`lsa, chastotasi kamayadi. Natijada spektrometr qayd qilayotgan spektral chiziq ikki tomonga kengayadi. Umuman olganda harakatlanayotgan atomning nurlanish chastotasi tinch turgan atomnikidan farq qiladi. Spektral chiziqning Dopler effekti tufayli kengayishi uni biz yuqorida aytib o`tgan tabiiy kengayishidan ancha katta. Shunday qilib, kvant mexanikasi atomlar monoxramatik bo`lmagan nurlanish spektri hosil qiladi degan xulosaga keladi.
Atomlarning chiziqli spektrini o`rganish, atom ichiga "nazar solishga" imkon beradi deyish mumkin. Pauli ham atom spektrlarini o`rganib atomda ma`lum bir holatda n, , m_, m_s to`rtala kvant sonlari bir xil bo`lgan bittadan ortiq elektronni bo`lishi mumkin emas degan xulosaga keldi. Bu fizikada Paulining ta’kidlash prinsipi deb yuritiladi. Pauli prinsipiga yana boshqacha ta'rif berish mumkin: bir xil fermionlardan ikkitasi bir vaqtning o`zida ayni bir holatda bo`lishi mumkin emas.
Tabiatda holati faqat antisimmetrik to`lqin funksiya bilan ifodalanuvchi fermionlar juftini uchratish mumkin. Bundan, agar to`rtala kvant sonlaridan hech bo`lmaganda bittasi bilan, masalan, spin kvant sonlari bilan farq qilsa, bir holatda ikkita elektron bo`lishi mumkin degan xulosa kelib chiqadi. Paulining ta’qiqlash prinsipi shunday kuchli prinsipki, u xatto fizik sistemani o`z-o`zidan eng kichik energiyali xolatni olishga intilishidan ham ustun keladi.
Lekin bozonlar uchun Pauli prinsipi bajarilmaydi. Ayni bir holatda bir xil bozonlardan istagancha sonidagisi bo`lishi mumkin. Atomdagi elektronlarning energetik sathlar (holatlar) bo`yicha taqsimlanishi ham Pauli prinsipiga amal qiladi.
Pauli prinsipini atomdagi elektronlarga tadbiq qilib, quyidagicha ta'riflash mumkin. Atomda n, l, m, s kvant sonlar to`plami bilan ifodalanuvchi ixtiyoriy energetik sathda bittadan ortiq elektronni bo`lishi mumkin emas. Atomda bir energetik sathda ikkita elektron bo`lsa, ular qarama-qarshi spinga ega bo`lishi kerak. Atomda ayni bir n bosh kvant soni uchun bo`lishi mumkin bo`lgan energetik sathlarining umumiy sonini hisoblaylik. Agar n va l larning qiymatlari o`zgarmasdan m va s lari bilan farqlanuvchi sathlar sonini topish kerak bo`lsa, har bir n va m ning 2l+1 ruxsat etilgan qiymati bor. Demak, n va s larning aynan to`plami (2l+1) sathdan iborat. Nihoyat, ayni n uchun l, m va s lari bilan farqlanuvchi sathlar sonini topaylik. Ayni n uchun l ning qiymatlari O dan (n–1) gacha bo`lgan butun sonlarni olishi mumkin. Shuning uchun asosiy kvant soni n ning ayni bir qiymati bilan ifodalanuvchi sathlar soni (arifmetik progressiya hadlarining yig`indisi formulasiga asosan) bo`ladi.
(1.2.7)

Sathlar soni ham elektronlar soniga teng bo`ladi. 8.2-jadvalda n=1; n=2 va n=3 bo`lgan energetik pog`onalar tasvirlangan. n=1 bo`lgan pog`onalar soni 2 ta, n=2 bo`lgandagi elektronlar soni 8 ta, n=3 bo`lsa, elektronlar soni 18 ga teng. Masalan; vodorod atomida n=1 bo`lgan ikkala pog`onalar bir xil energiyaga ega yoki n=2 bo`lgan sakkizta elektronning hammasi aynan bir xil energiyaga ega bo`ladi. Lekin ko`p elektronli atomlarda o`zaro ta`sir tufayli atomdagi energetik pog`onalarning energiyalari boshqa kvant sonlariga ham bog`liq bo`lib qoladi.

n		m	S
1	0(1s)	0	1/2
		+1	1/2
2	1(2р)	0	1/2
		-1	1/2
	0(2s)	0	1/2
		+2	1/2
		+1	1/2
	2(3d)	0	1/2
		-1	1/2
3		-2	1/2
		+1	1/2
	1(2р)	0	1/2
		-1	1/2
	0(3s)	0	1/2

Bosh kvant soni , n	1	2		3				4					5
Qobiq belgisi	K	L		M				N					О
Qobiqdagi elektronlarning maksimal soni	2	8		18				32					50
Orbital kvant soni ,	0	0	1		0	1	2		0	1	2	3		0	1	2	3	4
Qobiqchani belgisi	1s	2s	2p		3s	3p	3d		4s	4p	4d	4f		5s	5p	5d	5f	5g
Qobiqchadagi elektronlarning maksimal soni	2	2	6		2	6	10		2	6	10	14		2	6	10	14	18

Ko`p elektronli atomlarda ayni bir bosh kvant soni n ga to`g`ri kelgan elektronlar to`plami elektron qobiqni hosil qiladi. Har bir qobiq  kvant soniga mos holda qobiqchalarga bo`linadi. Ma`lum ki, orbital kvant soni , 0 dan n-1 gacha bo`lgan qiymatni qabul qilgani uchun qobiqdagi qobiqchalarni soni n tartibida bo`ladi. qobiqlarni belgilanishi va elektronlarni qobiq va qobiqchalarda taqsimlanishi jadvalda ko`rsatilgan.