Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 15)

Tính các mức năng lượng

Khi phân tích quang phổ, các nhà vật lí thường phải tính các mức năng lượng gần đúng của electron trong một lớp vỏ nhất định, và họ làm công việc này bằng cách sử dụng phương trình sau.

Tính các mức năng lượng

Ở đây, E kí hiệu cho năng lượng mà ta muốn tính, h là hằng số Planck và c là tốc độ ánh sáng, 2,998 ´ 108 m/s. R là một hệ số gọi là hằng số Rydberg có giá trị số bằng 1,097 ´ 107, Z là số nguyên tử (số proton hay electron trong một nguyên tử) và n là số lượng tử chính. Trong ví dụ trước đây của chúng ta về nguyên tử argon, Z = 18, vì thế nếu ta muốn tính năng lượng của lớp vỏ M (n = 3), thì ta chỉ việc nhân các con số với nhau:

E = 6,626 ´ 10-34 ´ (1,998 ´ 108) ´ (1,097 ´ 107) ´ (182/32)

Kết quả là 7,845 ´ 10-17 joule. Các nhà vật lí lượng tử ưa làm việc với những đơn vị năng lượng nhỏ hơn, họ phiên dịch kết quả này ra electron-volt (năng lượng cần thiết để di chuyển một electron độc thân qua hiệu điện thế 1 volt), kết quả trong trường hợp này là E = - 489,78 eV.

Trạng thái cơ bản

Các electron năng lượng thấp nhất trong mỗi nguyên tử (các electron thuộc lớp vỏ K trong cùng) thỉnh thoảng được mô tả là đang ở trạng thái cơ bản: năng lượng của chúng không thể hạ thấp hơn và, nói chung, chúng đã chạm tới ‘đất’ rồi. Mặt khác, những electron ở những mức năng lượng cao hơn với năng lượng dư của chúng được mô tả là ‘bị kích thích’.

Sự khác biệt giữa các electron trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích là chìa khóa ẩn sau nhiều hiện tượng vật lí lượng tử xảy ra trong các lớp vỏ electron. Khi một electron thu năng lượng bằng cách hấp thụ một photon, nó trở nên bị kích thích và cố nhảy lên một mức năng lượng nào đó cao hơn. Ngược lại, khi một electron mất năng lượng, nó phát ra một photon và rơi trở xuống một mức năng lượng thấp hơn. Vì sao hạt electron cứ phải rơi trở xuống chứ? Mọi hạt vật chất đều ổn định nhất khi chúng càng ở gần trạng thái cơ bản càng tốt, vì thế các electron kích thích vốn dĩ không bền. Nếu có một khoảng trống trong lớp vỏ electron bên dưới nó, thì lập tức electron sẽ cho đi năng lượng dư để chiếm giữ khoảng trống đó ngay.

Trạng thái cơ bản

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

Tính các mức năng lượng

Khi phân tích quang phổ, các nhà vật lí thường phải tính các mức năng lượng gần đúng của electron trong một lớp vỏ nhất định, và họ làm công việc này bằng cách sử dụng phương trình sau.

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


Nam châm siêu dẫn lập kỉ lục 45,5 tesla
17/06/2019
Các nhà khoa học vừa chế tạo được nam châm siêu dẫn mạnh nhất thế giới, có khả năng tạo ra cảm ứng từ mạnh kỉ lục
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 26)
17/06/2019
SỰ RA ĐỜI CỦA CÁC SAO Các sao từ đâu mà có? Câu chuyện cơ bản là giống nhau với đa số sao, kể cả câu chuyện mà chúng ta
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 25)
17/06/2019
Chương 5 SỰ RA ĐỜI VÀ CUỘC ĐỜI CỦA CÁC SAO Rất, rất nhiều ngôi sao khác… vô số không thể tin nổi luôn. - Galileo
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)
15/06/2019
Đồng hồ cát 1336 Ambrogio Lorenzetti (1290-1348) Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 25)
15/06/2019
Giải thích cầu vồng 1304 Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham (965–1039), Kamal al-Din al-Farisi (1267–khoảng 1320), Theodoric xứ Freiberg
Stephen Hawking đúng: Nghiên cứu mới cho thấy lỗ đen có thể bốc hơi
14/06/2019
Vào năm 1974, Stephen Hawking đã đưa ra một trong những dự đoán nổi tiếng nhất của ông: các lỗ đen cuối cùng sẽ bốc hơi
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 40)
13/06/2019
TÀU NGẦM Những tàu ngầm đầu tiên cũng đi vào hoạt động trong thời Nội Chiến. Thật ra, chiếc tàu ngầm đầu tiên đã
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)
13/06/2019
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó

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