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


Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những
Quang phổ tia X là gì?
09/12/2018
Quang phổ tia X là một kĩ thuật dò tìm và đo lường các photon, hay các hạt ánh sáng, có bước sóng trong phần tia X của phổ
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 17)
08/12/2018
Chương 6 CÓ THỂ DU HÀNH THỜI GIAN KHÔNG? Trong khoa học viễn tưởng, không gian và thời gian bẻ cong là chuyện thường tình.
Thiên thạch là gì?
08/12/2018
Lãng mạn biết bao khi nguyện cầu một điều ước trên một ngôi sao băng khi nó kéo vệt trên bầu trời đêm. Những tia hi vọng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 23)
06/12/2018
Vật chất tối Mặc dù vật lí học đã sải những bước dài trong thế kỉ vừa qua, nhưng có một thực tế nổi cộm là toàn

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