Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)

Các số lượng tử

Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng ta xác định một trạng thái lượng tử nào đó – tức là hàm sóng xác suất – của electron. Ngoài nó ra, còn có những số lượng tử quan trọng khác giúp xác định đặc tính của một electron.

Các electron có một tính chất gọi là spin (s), nó có thể có số lượng tử ½ hoặc – ½. Đồng thời còn có số lượng tử ’phương vị’ (l) mô tả moment động lượng của electron (mặc dù khối lượng của mỗi hạt electron là rất nhỏ, cỡ 9,1.10-31 kg, nhưng nó có khối lượng, và do đó mỗi electron đang quay tròn phải có moment động lượng).

Cuối cùng, số lượng tử ‘từ’ (ml) mô tả các mức năng lượng có mặt trong các ‘lớp vỏ con’ của một lớp vỏ electron cho trước nào đó. Bên trong từ trường, mcòn có thể tạo ra những dịch chuyển khác ở năng lượng electron, liên quan đến một hiện tượng gọi là hiệu ứng Zeeman.

Số lượng tử và các orbital nguyên tử

Các số lượng tử

* Hai electron có thể cùng tồn tại trong một orbital nếu chúng có spin ngược nhau.

Các mức năng lượng electron

Mỗi lớp vỏ electron trong nguyên tử tồn tại ở một mức năng lượng, và electron chuyển động càng xa hạt nhân thì năng lượng mà nó phải có càng lớn. Ngược lại, electron cư trú càng gần hạt nhân, thì năng lượng mà nó cần càng ít.

Ví dụ, xét một nguyên tử argon. Nguyên tử này có 18 electron, vì vậy hoàn toàn lấp đầy các lớp vỏ K, L và M của nó. Các electron trong lớp vỏ K có năng lượng -4408 eV (electron-volt). Dấu trừ được giải thích bởi thực tế thế năng của electron chỉ đạt tới zero khi nó ở cách hạt nhân một khoảng vô hạn, vì thế tất cả các lớp vỏ electron ở gần hạt nhân đều được xét với năng lượng âm. Các electron trong lớp vỏ L có năng lượng -1102 eV và trong lớp vỏ M năng lượng của chúng là -489,78 eV, vì thế khoảng cách đến hạt nhân càng lớn thì mức năng lượng càng cao (càng tiến sát đến zero). Để cho một electron nhảy lên một lớp vỏ cao hơn, nó phải thu năng lượng bằng cách hấp thụ một photon. Ngược lại, khi nhảy xuống từ trạng thái kích thích này, nó phải mất một phần năng lượng bằng cách phát xạ một photon.

Vật liệu huỳnh quang

Vật liệu huỳnh quang phát sáng khi các electron bị kích thích bởi bức xạ năng lượng cao rơi trở lại trạng thái ban đầu của chúng và phát xạ lại những photon có năng lượng thấp hơn.

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Các số lượng tử

Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng ta xác định một trạng thái lượng tử nào đó – tức là hàm sóng xác suất – của electron. Ngoài nó ra, còn có những số lượng tử quan trọng khác giúp xác định đặc tính của một electron.

Các electron có một tính chất gọi là spin (s), nó có thể có số lượng tử ½ hoặc – ½. Đồng thời còn có số lượng tử ’phương vị’ (l) mô tả moment động lượng của electron (mặc dù khối lượng của mỗi hạt electron là rất nhỏ, cỡ 9,1.10-31 kg, nhưng nó có khối lượng, và do đó mỗi electron đang quay tròn phải có moment động lượng).

Cuối cùng, số lượng tử ‘từ’ (ml) mô tả các mức năng lượng có mặt trong các ‘lớp vỏ con’ của một lớp vỏ electron cho trước nào đó. Bên trong từ trường, mcòn có thể tạo ra những dịch chuyển khác ở năng lượng electron, liên quan đến một hiện tượng gọi là hiệu ứng Zeeman.

Số lượng tử và các orbital nguyên tử

h

* Hai electron có thể cùng tồn tại trong một orbital nếu chúng có spin ngược nhau.

Các mức năng lượng electron

Mỗi lớp vỏ electron trong nguyên tử tồn tại ở một mức năng lượng, và electron chuyển động càng xa hạt nhân thì năng lượng mà nó phải có càng lớn. Ngược lại, electron cư trú càng gần hạt nhân, thì năng lượng mà nó cần càng ít.

Ví dụ, xét một nguyên tử argon. Nguyên tử này có 18 electron, vì vậy hoàn toàn lấp đầy các lớp vỏ K, L và M của nó. Các electron trong lớp vỏ K có năng lượng -4408 eV (electron-volt). Dấu trừ được giải thích bởi thực tế thế năng của electron chỉ đạt tới zero khi nó ở cách hạt nhân một khoảng vô hạn, vì thế tất cả các lớp vỏ electron ở gần hạt nhân đều được xét với năng lượng âm. Các electron trong lớp vỏ L có năng lượng -1102 eV và trong lớp vỏ M năng lượng của chúng là -489,78 eV, vì thế khoảng cách đến hạt nhân càng lớn thì mức năng lượng càng cao (càng tiến sát đến zero). Để cho một electron nhảy lên một lớp vỏ cao hơn, nó phải thu năng lượng bằng cách hấp thụ một photon. Ngược lại, khi nhảy xuống từ trạng thái kích thích này, nó phải mất một phần năng lượng bằng cách phát xạ một photon.

h

Vật liệu huỳnh quang phát sáng khi các electron bị kích thích bởi bức xạ năng lượng cao rơi trở lại trạng thái ban đầu của chúng và phát xạ lại những photon có năng lượng thấp hơn.

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Thời gian là gì? (Phần 1)
15/11/2018
Trong phần này chúng ta tìm hiểu thời gian thuộc về cái bản chất (chưa biết) Chúng ta đã thấy những khái niệm cơ bản như
Lược sử các phương pháp đo thời gian (Phần 1)
15/11/2018
Bài của Helen Margollis đăng trên tạp chí Physics World, tháng 11/2018 Vào ngày 1 tháng Mười Một năm 2018, khi bài báo này được
Giải phẫu bóng đèn LED
14/11/2018
Ngay cả bóng đèn phổ biến cũng biểu hiện các bí ẩn khi chúng ta nhìn vào bên trong. Không giống các bóng đèn nóng sáng truyền
Tạm biệt Kepler, thiết bị săn hành tinh thành công nhất
14/11/2018
Bài của Daniel Cossins trên tạp chí New Scientist ngày 10/11/2018 Đã lâu rồi Kepler nhỉ, và cảm ơn vì mọi thế giới ngoại hành
21 bài học cho thế kỉ 21: Việc làm
14/11/2018
VIỆC LÀM Khi bạn trưởng thành, có thể bạn sẽ thất nghiệp Chúng ta chẳng biết thị trường lao động sẽ như thế nào vào
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 11)
09/11/2018
Đầu năm 1982, tôi có viết một bài báo đề xuất rằng những khác biệt này phát sinh từ những thăng giáng lượng tử trong
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 10)
09/11/2018
Thế nhưng nhiều nhà khoa học không hài lòng với việc vũ trụ có một khởi đầu, bởi dường như nó ẩn ý rằng vật lí học
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 9)
09/11/2018
Chương 2 Vũ trụ đã ra đời như thế nào? Hamlet từng nói, “Tôi có thể bị mắc kẹt trong một vỏ hạt, và tôi tự xem mình

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com