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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

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