border=0


POZIOMY ENERGII MOLEKUL




Ponieważ cząsteczki składają się z atomów, ruch wewnątrzcząsteczkowy jest bardziej złożony niż ruch wewnątrzatomowy. W cząsteczce, oprócz ruchu elektronów w stosunku do jąder, występuje ruch oscylacyjny atomów wokół ich pozycji równowagi (oscylacja jąder wraz z elektronami wokół nich) i ruch obrotowy cząsteczki jako całości.

Trzy typy poziomów energii odpowiadają elektronom, ruchom wibracyjnym i obrotowym cząsteczki: E el , E, E i р р . Zgodnie z mechaniką kwantową energia wszystkich rodzajów ruchu w cząsteczce przyjmuje tylko wartości dyskretne (kwantyzowane). Wyobraź sobie w przybliżeniu całkowitą energię E cząsteczki o sumę skwantyzowanych energii różnych typów:

E = Eel + Ekol + Heb . (28,37)

Na rys. 28.14 schematycznie przedstawia układ poziomów cząsteczki: odległe poziomy energii elektronicznej a ' i ' ', dla których E col = E bp = 0; bardziej zbliżone poziomy wibracji v ' , v ”, dla nich E bp = 0; najbardziej zbliżone poziomy rotacji J ' i J' ' o różnych wartościach E bp .

Odległość między poziomami energii elektronicznej jest rzędu kilku woltów elektronów, między sąsiednimi poziomami drgań wynoszącymi 10 -2 -10 -1 eV, między sąsiednimi poziomami obrotowymi 10 -5 -10 -3 eV.

Wady teorii Bohra wskazywały na potrzebę zrewidowania podstaw teorii kwantowej i idei dotyczących natury mikrocząstek (elektronów, protonów itp.). Powstało pytanie, jak wyczerpująca jest reprezentacja elektronu w postaci małej cząstki mechanicznej, charakteryzującej się pewnymi współrzędnymi i określoną prędkością.

Wiemy już, że w zjawiskach optycznych obserwuje się rodzaj dualizmu. Wraz ze zjawiskami dyfrakcji, interferencji (zjawiska falowe), obserwuje się również zjawiska charakteryzujące korpuskularną naturę światła (efekt foto, efekt Comptona).

W 1924 roku Louis de Broglie wysunął hipotezę, że dualizm nie jest tylko cechą zjawisk optycznych , ale ma charakter uniwersalny. Cząstki materii mają również właściwości falowe .

Broglie (1892-1987), francuski fizyk, laureat Nagrody Nobla (1929) na temat fizyki za odkrycie falowej natury elektronu. W 1923 roku, po rozwinięciu idei A. Einsteina o podwójnej naturze, zasugerował, że przepływ cząstek materialnych powinien mieć również właściwości falowe związane z ich masą i energią (fale de Broglie). Doświadczalne potwierdzenie tej idei uzyskano w 1927 r. W eksperymentach dotyczących dyfrakcji elektronów w kryształach, a później otrzymało praktyczne zastosowanie w rozwoju soczewek magnetycznych do mikroskopu elektronowego. Koncepcja dualności falowo-cząstkowej Louisa de Broglie została użyta przez E. Schrödingera w tworzeniu mechaniki fal.

Niewystarczająca teoria Bohra spowodowała konieczność krytycznej rewizji podstaw teorii kwantowej i idei dotyczących natury cząstek elementarnych (elektronów, protonów itp.). Powstało pytanie, jak wyczerpująca jest reprezentacja elektronu w postaci małej cząstki mechanicznej, charakteryzującej się pewnymi współrzędnymi i określoną prędkością.


border=0


W wyniku pogłębienia naszej wiedzy o naturze światła okazało się, że w zjawiskach optycznych występuje rodzaj dualizmu (patrz § 57). Wraz z takimi właściwościami światła, które bezpośrednio wskazują jego falową naturę (interferencja, dyfrakcja), istnieją inne właściwości, które również bezpośrednio ujawniają jego korpuskularną naturę (efekt fotoelektryczny, efekt Comptona).

W 1924 roku Louis de Broglie postawił śmiałą hipotezę, że podwójny obraz nie jest cechą samych zjawisk optycznych, ale ma uniwersalne znaczenie. „W optyce - pisał - w ciągu stulecia metoda korpuskularna była zbyt zaniedbana w porównaniu z falą; Czy w teorii materii wystąpił błąd odwrotny? ”

Zakładając, że cząstki wraz z właściwościami korpuskularnymi mają również fale, de-Broglie miał te same zasady materii

przejście z jednego obrazu do drugiego, które są prawdziwe w przypadku światła. Foton jest znany [patrz Wzory (57,1) i (57,4)] mają energię

i rozmach

Zgodnie z ideą de Broglie ruch elektronu lub innej cząstki jest związany z procesem falowym, którego długość fali wynosi



i częstotliwość

Hipoteza de Broglie została wkrótce genialnie potwierdzona eksperymentalnie. Davisson i Jermer odkryli, że wiązka elektronów rozpraszana z płyty kryształu daje wzór dyfrakcji. Thomson i niezależnie od niego Tartakovskii uzyskali wzór dyfrakcyjny podczas przejścia wiązki elektronów przez metalową folię. Doświadczenie przeprowadzono w następujący sposób (ryc. 190). Wiązka elektronów przyspieszona przez różnicę potencjałów rzędu kilkudziesięciu kilowoltów przeszła przez cienką metalową folię i spadła na płytkę fotograficzną. Elektron uderzający w płytkę fotograficzną ma taki sam efekt jak foton. Wzór dyfrakcji elektronów otrzymany tą metodą złota (rys. 191, a) porównuje się z dyfraktogramem rentgenowskim aluminium otrzymanego w podobnych warunkach (rys. 191,6). Podobieństwo obu obrazów jest uderzające.

Stern i jego współpracownicy wykazali, że zjawiska dyfrakcji występują także w wiązkach atomowych i molekularnych. We wszystkich tych przypadkach

wzór dyfrakcyjny odpowiada długości fali zdefiniowanej przez relację (64.1).

Z opisanych eksperymentów jasno wynika, że ​​wiązka mikrocząstek o określonej prędkości i

■ Przewodnik podaje wzór dyfrakcyjny, podobny do obrazu uzyskanego z fali płaskiej.

Dyfrakcja elektronów - proces rozpraszania elektronów na zestawie cząstek materii, w którym elektron wykazuje właściwości falowe . Zjawisko to nazywane jest dualnością falowo-cząsteczkową , w tym sensie, że cząstkę materii (w tym przypadku elektrony oddziałujące) można opisać jako falę.

NEUTRON DIFRACTION - zjawisko rozpraszania neutronów, w którym decydujące znaczenie mają właściwości falowe neutronu (patrz Dwoistość Fala-Cząstka ) Długość fali a pęd p jest związany relacją de Broglie = hp . Mat Opis D. w odniesieniu do N, podobnie jak w przypadku innych pól falowych, wynika z zasady Huygensa-Fresnela iw tym sensie jest analogiczny do opisu dyfrakcji światła , promieniowania rentgenowskiego. promienie, elektrony i inne mikrocząstki (patrz dyfrakcja falowa ) Zgodnie z tym opisem intensywność promieniowania rozproszonego w pewnym punkcie przestrzeni zależy od i na właściwościach obiektu rozpraszającego. Odpowiednio, D. n. jest on wykorzystywany zarówno do badań, jak i do tworzenia wiązek neutronów (monochromatory neutronowe, analizatory) oraz do badania struktury substancji rozpraszającej.





; Data dodania: 2017-12-14 ; ; Wyświetleń: 616 ; Czy opublikowany materiał narusza prawa autorskie? | | Ochrona danych osobowych | PRACA ZAMÓWIEŃ


Nie znalazłeś tego, czego szukałeś? Użyj wyszukiwania:

Najlepsze powiedzenia: Jak para, nauczyciel powiedział, kiedy wykład się skończył - to był koniec pary: „Coś tu śmierdzi”. 8096 - | 7762 - lub przeczytaj wszystko ...

2019 @ edudoc.icu

Generowanie strony ponad: 0,002 sek.