11. előadás Atomfizika.

Az előadások a következő témára: "11. előadás Atomfizika."— Előadás másolata:

1 11. előadás Atomfizika

2 A teljes elektromágneses spektrum

3 A hőmérsékleti sugárzás
Prevost-tétel (1809): Minden test minden hőmérsékleten sugároz, környezetének hőmérsékletétől függetlenül. Kirchoff-törvény (1860):

4 A feketetest-sugárzás törvényei
Stefan (1878) – Boltzman (1884) Wien-féle eltolódási törvény (1893)

5

6 Nem hőmérsékleti sugárzás (atom és molekulaszínképek)
A spektroszkóp

7 Folytonos és vonalas színképek

8 Csillagszínképek

9

10

11 A színképek osztályozása

12 A hidrogén atom színképe
A Balmer-formula

13 A hidrogén atom színképe

14 Az atom energiaszintjei (a „term”-ek)

15 Atommodellek

16 A Borhr-modell Posztulátumok:
Léteznek stacionárius pályák; W1<W2<W3<… Ezeken a pályaimpulzusnyomaték a Planck-állandó egész számú többszöröse A kisugárzott/elnyelt frekvencia

17 A Borhr-modell

18 A színképvonalak finom szerkezete, ellipszispályák
Sommerfeld: az elektronpályákra két kvantálási feltétel Sugár - n Excentricitás - k Relativisztikus modell: az energiaszintek felhasadnak, de nem tapasztalunk olyan sok színképvonalat => kiválasztási szabály: S – sharp P – principal D – diffuse F – fundamental (téves) rozettapálya

19 Zeeman-effektus (1896) Mágneses térben sugárzó atomok színképvonalai felhasadnak Stark-effektus (1913) Elektromos térben sugárzó atomok színképvonalai felhasadnak - a keringő elektron köráramot jelent => mágneses dipólus - keringés => impulzusnyomaték - mágneses dipólus + külső mágnese tér => forgatónyomaték - forgatónyomaték + impulzusnyomaték = > precesszió

20 A spin Goudsmith és Uhlenbeck
Mintha a keringő elektron maga is egy pörgő mágnes lenne - az elektronnak saját impulzus és mágneses nyomatéka van.

21 A kvantumszámok rendszere
A Pauli-elv Egy kvantummechanikai rendszerben két mikrorészecske minden kvantumszáma nem egyezhet meg.

22 Az elemek periódusos rendszere
Az összes férőhely száma = 2n2

23

24 A kvantummechanikához vezető út
A deBroglie féle anyaghullámok

25 A Schrödinger-egyenlet (1926)
Keressük azt a differenciálegyenletet, aminek a megoldása az anyaghullámot leíró egyenlet Erwin Schrödinger (1887 – 1961) Lánczos Kornél ( ) Werner Heisenberg ( ) matrixmechanika

26

27 Fizikai rendszer – hullámfüggvény Fizikai mennyiség – operátorok
Az operátorok alakja: Schrödinger - differenciáloperátorok Heisenberg - matrixok

28 Speciális esetek Szabad részecske Dobozba zárt részecske síkhullám
energiája tetszőleges Dobozba zárt részecske állóhulám energiája kvantált

29 Parabolikus potenciál
állóhulám energiája kvantált Hiperbolikus potenciál

30 Atomi elektronpályák

31 Van der Vaals potenciál (molekulák)
állóhulám energiája kvantált Periódikus potenciáltér (kristályok)

32 Heisenberg-féle határozatlansági relációk