Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 16)

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 nhau, nhưng điều này không hoàn toàn đúng; vì như thường xảy ra, vật lí lượng tử có một số tùy tiện. Mỗi lớp vỏ electron được phân chia thành những lớp con, một trong số chúng sẽ có năng lượng được tính bằng phương trình đã nêu, còn những lớp con khác sẽ sai lệch chút ít xung quanh năng lượng đó. Mỗi electron trong một lớp vỏ electron cho trước có thể tồn tại trong bất kì lớp con nào. Các lớp con được phân biệt bằng các chữ cái – s, p, d, f và tuần tự theo bảng chữ cái, g, h, i, vân vân. Lớp vỏ K trong cùng chỉ có một lớp con gọi là 1s. Lớp thứ hai, L, có hai lớp con, 2s và 2p; lớp thứ ba, lớp M, có ba lớp con, 3s, 3p, và 3d, và vân vân.

Các lớp con phát sinh là do hàm sóng electron cho phép một khoảng sai lệch nhỏ trong phân bố không gian của chúng – mỗi electron sẽ có một xác suất cho trước để tồn tại ở một lớp con nào đó. Đặc biệt, lớp con đó được tính bằng phương trình sóng Schrodinger nổi tiếng (xem phần sau).

Hình dạng tổng quát của từng lớp con s, p, d và f

Hình dạng tổng quát của từng lớp con s, p, d và f

Suy thoái lượng tử

Các mô hình toán học gọi ‘dao động tử điều hòa’ là yếu tố vạn vật trong vật lí học, vì nó đem lại một cách mô tả nhiều hiện tượng dao động và dạng sóng. Loại dao động tử đơn giản nhất là một vật nặng gắn với một đầu lò xo, chạy tới chạy lui trong một chiều không gian. Tuy nhiên, xét một dao động ba chiều, và dao động thực hiện theo chiều lên xuống, trái phải và trước sau. Nếu cả ba trạng thái dao động đều có biên độ và năng lượng bằng nhau, thì hệ được mô tả là ‘suy thoái’; ta cần ít con số hơn so với trông đợi để mô tả nó.

Tương tự như vậy, vật lí lượng tử có khái niệm suy thoái riêng của nó áp dụng khi có nhiều hơn một trạng thái lượng tử cùng chia sẻ mức năng lượng bằng nhau trong một lớp vỏ electron. Số suy thoái lượng tử cho biết có bao nhiêu số lượng tử có thể có năng lượng bằng nhau, và được cho bởi bình phương của số lượng tử chính. Trong nguyên tử hydrogen, mỗi electron trạng thái cơ bản có số suy thoái đúng bằng 1, nhưng nếu electron đó được tăng năng lượng sang lớp vỏ L, thì số suy thoái của nó thành 4 (22); sang lớp vỏ M là 9 (32).

Suy thoái lượng tử

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

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


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

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