如何理解量子化?為什麼說原子動量 電子的執行軌道 電子的自旋

2021-03-22 00:08:39 字數 5849 閱讀 4694

1樓:血風**

量子化的意思就是「點對點」的,「粒子」性質的,非連續性的

打個比方,水流你表面上看是連續的,但實際上是一個個水分子在運動,所以在這個粒子中,水流是我們原先認為的能量,是連續的。而量子化則相當於把水放大,水是一個個水分子組成的,是一個個粒子,他們很多,給人的感覺就像是連續的,但實際上是不連續的,不可能出現半個水分子或者幾分之一個水分子的出現。

而原子的動量粒子化就是說明原子的動量是有最小值得,而不是能取到所有的值。電子軌道量子化就是說電子只能在那麼特定的幾個軌道上運動,不能到兩個軌道之間運動,所以電子躍遷的時候吸收或放出的光子的能量是有特定的數值的,而這些數值就是電子軌道的能量差。電子不會到兩個軌道中間的部分運動。

實在是不理解你可以這麼想。中國有十四億人,如果都把這些人放在一個容器裡,你可以任意的把他們分組,比如一組一個人,一組兩個人。但是你永遠都不可能分出半個人來,像「這組一個半人,那組兩個半人」這句話很明顯是不對的。

所以量子化就是把連續的世界放大,使你看到不連續的組成。世界上除了時間,所有的東西都是量子化的。

能量和動量都是量子話是正確嗎?

2樓:匿名使用者

要看具體情況,在散射問題中能量就是連續譜

為什麼原子核外電子的軌道是量子化的

3樓:縱宛筠成韋

其實說到量子化,已經就不會有軌道這個概念了,所謂的量子化的「軌道」,就是分佈在核外一定的區域。原子核外電子的軌道一般是分離的,而由此,電子的能量就是量子化的了。

4樓:love就是不明白

根據玻爾理論:原子的核外電子在軌道上執行時具有一定的、不變的能量,不會釋放能量,這種狀態被稱為定態。能量最低的定態叫做基態;能量高於基態的定態叫做激發態。

原子核外電子的軌道不是連續的,而是分立的,在軌道上執行的電子具有一定的角動量(l=mvr,其中m為電子質量,v為電子線速度,r為電子線性軌道的半徑),只能按下式取值:

l=n(h/2π) n=1,2,3,4,5,6....... n是量子數

5樓:偷了月亮的喵

因為根據普朗克的量子化解釋原子光譜時,假設原子放出的能量是一份一份的,而不是連續的。後來根據波爾的發展,得知原子光譜其實是繞原子運動的核外電子躍遷時所發出的能量造成的,這樣波爾便解釋道其實原子的核外電子的軌道也是量子化的,這樣才能解釋為什麼原子光譜是分立而不是連續的。所以就有核外電子的軌道也是量子化的。

電子為什麼會自旋!角動量為什麼是量子化的?

6樓:show丿醋兒爺丶

自旋是標誌微觀態的一個新的自由度,它產生的原因是相對論效應,是電子在空間

轉動下特性的反映,dirac方程,過度到非相對論情況時,hamilton量中出現自旋軌道耦合項。自旋早期是根據實驗描述的,反常zeeman效應是它存在的證明。

角動量量子化的原因基於量子力學的基本假設,在五條基本假設下,角動量會有量子化的表達,其中有經典力學的影響,但可以推導。至於微觀世界為什麼要量子化,那就不清楚了。

7樓:匿名使用者

電子自旋是電子的一種本身的屬性,不能理解為電子是在旋轉,經典力學中沒有與之相對應的現象。量子化是微觀世界的一個現象不僅是角動量是量子化的,其他像能量...也是量子化的。

不懂的還是看書為好,參見楊福家的原子物理學,或者曾瑾言的量子力學。推薦你看一本書《量子力學史話》網上有電子版的

如何理解電子自旋方向?

8樓:匿名使用者

磁體轉動時,它周圍的磁場也一同轉動,電動機就是這個原理,依據經典電磁學理論,轉動的磁場有速度、角動量、能量等物理量。受此啟發把電子自旋和磁體轉動作類比,電子自旋就是電子作經典的轉動,同時,電子周圍的電場也一同轉動,依據經典電磁學理論可知,轉動的電子和電場均有速度、能量、角動量等物理量。

9樓:花開勿敗的雨季

自旋在量子力學中,自旋是與粒子所具有的內稟角動量,雖然有時會與古典力學中的自轉相類比,但實際上本質是迥異的.古典意義中的自轉,是物體對於其質心的旋轉,比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動.

首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是2023年由 ralph kronig 、ge***e uhlenbeck 與 samuel goud**it 三人所為.然而爾後在量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,是故物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種內在性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變).

自旋對原子尺度的系統格外重要,諸如單一原子、質子、電子甚至是光子,都帶有正半奇數(1/2、3/2等等)或含零正整數(0、1、2)的自旋;半整數自旋的粒子被稱為費米子(如電子),整數的則稱為玻色子(如光子).複合粒子也帶有自旋,其由組成粒子(可能是基本粒子)之自旋透過加法所得;例如質子的自旋可以從夸克自旋得到.

量子力學怎樣描述電子在原子中的運動狀態,一個原子軌道要用哪幾個量子數來描述?說明各量子數的物理意義

10樓:晴天小豬

軌道量子數,角動量量子數,角量子數,自旋量子數,一共四個量子數軌道量子數是能量的本徵量子數,反應電子能量的大小角動量量子數是角動量的本徵量子數,反映角動量的大小角量子數是角動量在z軸的投影,反映這個投影的大小自旋量子數是電子的本徵量子數,反映電子自旋的方向這是量子力學對於電子在圍繞核子運動的薛定諤方程求解過程中得出的四個量子數,四個狀態都明確就能知道一個電子的狀態,稱為量子態,因為電子是費米子,所以同一個量子態最多只能有一個電子,稱為泡利不相容原理

11樓:

電子在原子中的運動狀態需要4個量子數描述,主量子數n,角量子數l,軌道磁量子數ml,自旋磁量子數ms.

n 取正整數 l=0,1,...n-1; ml=0, ±1,...±l ms=±1/2

量子力學怎樣描述電子在原子中的運動狀態,一個原子軌道要用哪幾個量子數來描述?

12樓:弛

1、軌道量子數,量子數是能量的本徵量子數,反應電子能量的大小角動量量子數是角動量的本徵量子數

2、角動量量子數,反映角動量的大小角量子數是角動量在z軸的投影

3、角量子數,反映這個投影的大小自旋量子數是電子的本徵量子數

4、自旋量子數,反映電子自旋的方向

你問的不好,量子物理不是隻描述原子世界的。它是描述整個微觀世界的。

波粒二象性,動量和位置具有不確定性,只能說某個粒子在某處出現的概率。量子力學所描述的原子世界是不連續的,是一份一份的。

這兩句都是對的。

現在我們考慮原子核(比如氫原子核)旁的一個電子。你想知道這個電子在哪麼?不可能知道,他只會以一定概率出現在原子核周圍的某處。

而該電子是具有能量的,能量能隨便取麼?不能。能量的取值是不連續的。

就如你可一取到1斤米,1.5斤米,1.55斤米,1.

556斤米……但你只能說一個人,兩個人,不能說半個人。

電子自旋角動量的量子數和,大s下表z,的量子數的量子化取值是怎樣得來的

13樓:

對於兩個自旋角動量的耦合,自旋角量子數 s=s1+s2, s1+s2-1, ... |s1-s2|

如果是兩個電子,s=1,0

自旋磁量子數 ms=σmsi ms=s, s-1, ... -s

量子理論的內容

14樓:舞醉

原子的量子理論內容提要

1、氫原子光譜譜線系公式

實驗表明,氫原子光譜的波數 (波長的倒數)滿足下面的公式:

2、波爾的三個假設

(1)定態假設:電子在原子核庫侖引力作用下,按經典力學規律,沿圓形軌道運動,且不向外輻射電磁波,因而原子處於穩定狀態(定態),其能量(稱能級)保持不變.

(2)頻率條件:當原子由高能級 的定態躍遷至低能級 的定態要發射光子,反之要吸收光子。即

光子頻率滿足下面的條件:

(3)電子繞核軌道角動量l的量子化條件

式中n=1,2,3,……,上式說明電子只能在某些特定的分立軌道上運動。

3、玻爾氫原子定態能級公式:

, 玻爾氫原子電子軌道公式:,

(3)電離能:,電子距原子核無窮遠,稱為原子的電離,使原子電離所需的能量稱為電離能(結合能)

基態氫原子的電離能為

(4)躍遷輻射:當電子獲得能量後,由低能級向高能級躍遷,則原子處於激發態。而基態是氫原子最穩定的狀態,處於激發態的原子將輻射多餘的能量回到基態,也可先回到內層任意一個態(中間激發態),最後回到基態。

4、波函式

描寫微觀粒子運動狀態的函式稱為波函式。

對於在一維空間運動的粒子,用表示波函式。

(1)波函式振幅的平方描寫粒子出現於空間某處的概率密度,概率密度p(x,t)是t時刻在座標x附近單位長度間隔內找到粒子的概率。即

(2)波函式的歸一化條件

在dx內找到粒子的概率:

整個空間找到粒子的概率為1,即

(3)波函式的標準條件:必須是單值、連續、有限的函式。

5、一維定態薛定諤方程

(1)定態波函式

如果粒子勢能u與時間t無關,則粒子的總能量e(動能與勢能之和)也與時間無關,稱粒子處於定態

此時其中稱定態波函式。

(2)一維定態薛定諤方程

粒子在勢場中運動,其定態波函式滿足下面的方程:

①根據的具體形式解上面的微分方程,再加上波函式的標準條件,歸一化條件,就可以解出

②對於某個勢場,一般只有一些特定e的值才有解,使薛定諤方程有解的e值稱為本徵能量,對應的波函式稱為本徵函式。

6、一維無限深勢阱

勢能函式

解薛定諤方程得,本徵能量(粒子的能量)必須滿足的條件為:

本徵函式為:

粒子的概率密度分佈為:

也可根據駐波觀點說明能量量子化:

一維無限深勢阱寬度

, 7、量子力學認為,氫原子中電子的能量、軌道角動量及其空間取向、自旋角動量及其空間取向都是量子化的。

(1)能量量子化

在求解薛定諤方程時,為了使氫原子的波函式滿足標準條件,氫原子的能量必須滿足量子化條件:

,式中稱為主量子數

(2)軌道角動量量子化

在量子力學中,用空間概率分佈描寫粒子的狀態,因而氫原子中電子沒有軌道的概念,但電子軌道角動量的概念還是有的,電子軌道角動量l必須滿足下面的量子化條件:

l 稱為角量子數

(3)軌道角動量空間量子化

軌道角動量在外磁場方向(z軸)的分量應滿足下面空間量子化條件:

m 稱為磁量子數

(4) 自旋角動量量子化

施忒恩和蓋拉赫發現處於基態的銀原子射線通過不均勻磁場後**為兩條。為了解釋這種現象,烏侖貝克和高斯米特認為,電子有繞自身軸線自旋的運動,相應的電子自旋角動量s也是量子化的:

s 稱為自旋量子數

(5)自旋角動量空間量子化

自旋角動量在外磁場方向的投影為:

ms 稱為自旋磁量子數

8、描述多電子原子中電子運動狀態的四個量子數:

主量子數n決定原子的總能量

(相應主殼層符號:

角量子數l決定原子中電子軌道角動量的大小,對能量也有一定影響。

(相應次殼層符號:)

磁量子數 決定原子中電子軌道角動量在外磁場方向的投影值,

自旋磁量子數 決定自旋角動量在外磁場方向的投影值。

(原子中電子運動狀態一定,這四個量子數具有確定值。)

9、泡利不相容原理:原子中的每一個狀態(n,l, , )只能容納一個電子。

一個次殼層可以容納的最多電子數:

一個主殼層可以容納的最多電子數:

10、根據能量最小原理,原子中電子殼層填充順序為:

原子的電子組態:

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