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


Tesla vs Edison: những bài học từ cuộc chiến AC/DC
20/08/2018
James McKenzie (Physics World, tháng 8/2018) Trong bài, James McKenzie làm sáng tỏ những điều chúng ta có thể học được từ “cuộc
Phi thuyền Parker của NASA sẽ ‘chạm’ đến Mặt Trời
15/08/2018
NASA vừa phóng một phi thuyền lên nghiên cứu khí quyển Mặt Trời và gió mặt trời. Tàu vũ trụ Parker Solar Probe đã cất cánh
Ngưng tụ Bose-Einstein
07/08/2018
Trong số năm trạng thái mà vật chất có thể tồn tại, có lẽ ngưng tụ Bose-Einstein là trạng thái bí ẩn nhất. Trong khi thể
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 16)
31/07/2018
Các lớp vỏ con electron Theo phương trình đã nêu ở phần trước thì các electron thuộc cùng một lớp vỏ có năng lượng y hệt
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 15)
30/07/2018
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
Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy

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