Калашников Н.П., Смондырев М.А. Основы физики Т.2 (2001) (1135800), страница 26
Текст из файла (страница 26)
«¥¤®¢ ⥫ì®, ¢ë¯®«ïîâáï ª« áá¨ç¥áª¨¥ § ª®ë á®åà ¥¨ï ª¢ ¤à â ¨ ®¤®© ¯à®¥ªæ¨¨ ¬®¬¥â ¨¬¯ã«ìá .⨠§ ª®ë á®åà ¥¨ï á¯à ¢¥¤«¨¢ë ¤«ï «î¡®£® æ¥âà «ì®-ᨬ¬¥âà¨ç®£® ¯®«ï: ᯥæ¨ä¨ª ªã«®®¢áª®£® ¢§ ¨¬®¤¥©áâ¢¨ï ¯®ª ¬¨ ¥ ¨á¯®«ì§®¢ « áì. ®í⮬㠯஥ªæ¨ï ¨ ª¢ ¤à â ¬®¬¥â ¬®£ãâ ¡ëâì ®¯à¥¤¥«¥ë®¤®¢à¥¬¥® á í¥à£¨¥© ¨ ¢®«®¢ ï äãªæ¨ï áâ æ¨® ண® á®áâ®ï¨ï¡ã¤¥â § ¢¨á¥âì ®â ª¢ ⮢ëå ç¨á¥« l ¨ m. ¤ ª® ¢ ãà ¢¥¨¨ ।¨£¥à (31.6) £ ¬¨«ì⮨ ¢®¢á¥ ¥ § ¢¨á¨â ®â ®¯¥à â®à ¯à®¥ªæ¨¨¬®¬¥â ¨¬¯ã«ìá .
â® § ç¨â, çâ® í¥à£¨ï á®áâ®ï¨ï ¥ ¡ã¤¥â § ¢¨á¥âì®â ¬ £¨â®£® ª¢ ⮢®£® ç¨á« m. 묨 á«®¢ ¬¨, ¢ «î¡®¬ æ¥âà «ì®-ᨬ¬¥âà¨ç®¬ ¯®«¥ ¨¬¥¥âáï ¢ë஦¤¥¨¥ ¯® m, ªà â®áâì ª®â®à®£®à ¢ 2l + 1. ë 㦥 § ¥¬, çâ® ¨áâ®ç¨ª®¬ ¢ë஦¤¥¨ï ¤®«¦ á«ã¦¨âì â ¨«¨ ¨ ï ᨬ¬¥âà¨ï. ª« áá¨ç¥áª®© 䨧¨ª¥ ¤¢¨¦¥¨¥ ç áâ¨æë¢ æ¥âà «ì®-ᨬ¬¥âà¨ç®¬ ¯®«¥ ¢á¥£¤ ¯à®¨á室¨â ¯® ®à¡¨â¥, «¥¦ 饩¢ ®¤®© ¯«®áª®áâ¨. ® á ¬ íâ ¯«®áª®áâì ¬®¦¥â ¡ëâì ¯à®¨§¢®«ì®© ¢§ ¢¨á¨¬®á⨠®â ç «ì®£® ¯®«®¦¥¨ï ¨ ᪮à®á⨠ç áâ¨æë. á®, çâ®§ 票¥ ¯®«®© í¥à£¨¨ ç áâ¨æë ¥ § ¢¨á¨â ¯à¨ í⮬ ®â ®à¨¥â 樨¯«®áª®á⨠®à¡¨âë ¢ ¯à®áâà á⢥.
â® ¨ ¥áâì ¨áª®¬ ï ᨬ¬¥âà¨ï, ¯à¨¢®¤ïé ï ª ¢ë஦¤¥¨î ¯® ¬ £¨â®¬ã ª¢ ⮢®¬ã ç¨á«ã. ªã«®®¢áª®¬ ¯®«¥ (à ¢® ª ª ¨ ¢ £à ¢¨â 樮®¬) ¨¬¥¥âáï ¥é¥ ®¤®á¯¥æ¨ä¨ç¥áª®¥ ¢ë஦¤¥¨¥, ¯à¨¢®¤ï饥 ª ⮬ã, çâ® í¥à£¨ï á¨áâ¥¬ë ¥§ ¢¨á¨â ¨ ®â ª¢ ⮢®£® ç¨á« l. ᯮ¬¨¬ ®¯ïâì ª« áá¨ç¥áªãî 䨧¨ªã. ªã«®®¢áª®¬ ¯®«¥ 䨨⮥ ¤¢¨¦¥¨¥ ç áâ¨æë ᮢ¥àè ¥âáï ⮫쪮 ¯®í««¨¯áã. ®§ì¬¥¬ ¢ ª ç¥á⢥ «®£¨¨ ¨áªãááâ¢¥ë© á¯ã⨪. ®¬¥á⨬ ¥£® ª ª®¬-â® à ááâ®ï¨¨ ®â ¥¬«¨ (â.¥.
§ ¤ ¤¨¬ ¯®â¥æ¨ «ìãî í¥à£¨î) ¨ ¯à¨¤ ¤¨¬ ¥¬ã ª ªãî-⮠᪮à®áâì (§ ¤ ¤¨¬ ª¨¥â¨ç¥áªãî í¥à£¨î). ª¨¬ ®¡à §®¬, ¬ë § ¤ «¨ ¯®«ãî í¥à£¨î á¯ã⨪ .® ®¯à¥¤¥«¥ «¨ ¥£® ®à¡¨â ? §ã¬¥¥âáï, ¥â! ਠ⮩ ¦¥ ¯®«®© í¥à-168« ¢ 31. ¥®à¨ï ⮬ £¨¨ ¯à ¢«¥¨¥ ᪮à®á⨠¢«¨ï¥â ä®à¬ã ®à¡¨âë | ®â ¯àאַ© «¨¨¨(¢¥à⨪ «ì®¥ ¯ ¤¥¨¥) ¯à¨ ã«¥¢®¬ ¬®¬¥â¥ ¨¬¯ã«ìá ¤® ¬ ªá¨¬ «ì®¢®§¬®¦®£® ¯à¨ ¤ ®© ¯®«®© í¥à£¨¨. ã«¥¢®© ¬®¬¥â ᮮ⢥âáâ¢ã¥âç¨áâ® à ¤¨ «ìë¬ ª®«¥¡ ¨ï¬ ᪢®§ì æ¥âà ¯à¨â殮¨ï, ª®£¤ ¢®¢á¥ ¥âªà㣮¢®£® ¤¢¨¦¥¨ï ¨ í««¨¯á ¢ë஦¤ ¥âáï ¢ ¯àï¬ãî «¨¨î (¤«ï á¯ã⨪ â ª®¥ ª®«¥¡ ¨¥ ¥¢®§¬®¦®, ® ¬¨ªà®ç áâ¨æë | ¨®¥ ¤¥«®). ªá¨¬ «ì® ¢®§¬®¦ë© ¬®¬¥â ¨¬¯ã«ìá ¤®á⨣ ¥âáï ¢ ®¡à ⮬ á«ãç ¥ç¨áâ® ªà㣮¢®© ®à¡¨âë, ª®£¤ ᮢᥬ ¥â à ¤¨ «ì®£® ¤¢¨¦¥¨ï.
¦®,çâ® ¥£® ¢¥«¨ç¨ § ¢¨á¨â ®â ¯®«®© í¥à£¨¨ á¯ã⨪ .â ª, ª« áá¨ç¥áª ï 䨧¨ª ¯®¤áª §ë¢ ¥â ¬ á«¥¤ãî騥 ᢮©á⢠à¥è¥¨© ãà ¢¥¨ï ।¨£¥à : ¥à£¨ï í«¥ªâà® ¥ ¤®«¦ § ¢¨á¥âì ®â ª¢ ⮢ëå ç¨á¥« l; m. ¢ ⮢®¥ ç¨á«® l ¤®«¦® ¯à®¡¥£ âì àï¤ æ¥«ëå § 票© ®â ã«¥¢®£®¤® ¬ ªá¨¬ «ì®£®.
ªá¨¬ «ì®¥ § 票¥ l ¤®«¦® § ¢¨á¥âì ®â í¥à£¨¨ í«¥ªâà® .®®à㦨¢è¨áì § ¨¥¬ ª« áá¨ç¥áª®© ¬¥å ¨ª¨, ¬ë ¬®¦¥¬ ᬥ«® ¯à¨áâ㯠âì ª ¨§ãç¥¨î ª¢ ⮢®©. ¥¯¥àì áâ ãâ ¯®ïâë ᢮©á⢠à¥è¥¨© ãà ¢¥¨ï ।¨£¥à ¤«ï ⮬ ¢®¤®à®¤ . £® à¥è¥¨ï¬¨ ïîâáï ¢®«®¢ë¥ äãªæ¨¨, 㬥àã¥¬ë¥ âà¥¬ï ª¢ ⮢묨 ç¨á« ¬¨: n; l; m.à® l ¨ m 㦥 ¬®£® £®¢®à¨«®áì, n | § ª®¬®¥ ¬ ¯® â®¬ã ®à £« ¢®¥ ª¢ ⮢®¥ ç¨á«®, ¯à¨¨¬ î饥 æ¥«ë¥ ¯®«®¦¨â¥«ìë¥ § 票ï. §ë¬ ¡®à ¬ ç¨á¥« n; l; m ®â¢¥ç îâ à §ë¥ ¢®«®¢ë¥ äãªæ¨¨, ¢¨¤ª®â®àëå ¬ ᥩç á ¥ ¢ ¦¥. ¤ ç 31.26.
®«®¢ ï äãªæ¨ï ®á®¢®£® á®áâ®ï¨ï í«¥ªâà® ¢ ⮬¥¢®¤®à®¤ ¨¬¥¥â ¢¨¤1(r) = p 3 e r=aB :aB ©â¨ ¢¥à®ïâ®á⨠W1 ¨ W2 ®¡ à㦨âì í«¥ªâà® ¢ãâਠáä¥à à ¤¨ãá ¬¨ aB ¨ 2aB .¥è¥¨¥. ¥à®ïâ®áâì ®¡ à㦨âì í«¥ªâà® ¢ í«¥¬¥â¥ ®¡ê¥¬ d~rà ¢ dW = j (r)j2 d~r: ª ª ª ¢®«®¢ ï äãªæ¨ï ®á®¢®£® á®áâ®ï¨ï ¥§ ¢¨á¨â ®â ¯à ¢«¥¨ï à ¤¨ãá-¢¥ªâ®à ~r, «¨èì ®â ¥£® ¢¥«¨ç¨ë r, ⮬®¦® ¯¨á âì ¢ëà ¦¥¨¥ ¤«ï ¢¥à®ïâ®á⨠dWr ®¡ à㦨âì í«¥ªâà® ¢è ஢®¬ á«®¥ à ¤¨ãᮬ r ¨ ⮫騮© dr. ¡ê¥¬ í⮣® á«®ï à ¢¥ 4r2 dr31.3.⮬ ¢®¤®à®¤ 169(¯«®é ¤ì ¯®¢¥àå®áâ¨, 㬮¦¥ ï ⮫é¨ã).
¬¥® ¨¬ ¤® § ¬¥¨âì í«¥¬¥â ®¡ê¥¬ d~r ¢ dW , çâ®¡ë ¯®«ãç¨âì dWr :dWr = 4r2j (r)j2 dr :¥¯¥àì ¤® ¯à®¨â¥£à¨à®¢ âì ¢¥à®ïâ®áâì dWr ¯® ¢á¥¬ § 票ï¬r ®â 0 ¤® R, ¯®«ã稢 ¢¥à®ïâ®áâì W (R) ©â¨ í«¥ªâà® ¢ãâਠáä¥àëà ¤¨ãᮬ R:W (R) =ZR0dWr = a43BZRdr r2e2r=aB :0â¥£à « ¡¥à¥âáï â®ç®, ¨ ¢ १ã«ìâ ⥠¯®«ãç ¥¬:W (R) = 1 e2R=aB"1+2 R 2 #R +2aBaB;(31.7)®âªã¤ 室¨¬: W1 = W (aB ) = 1 5=e2 0:323 ; W2 = W (2aB ) =1 13=e4 0:762 : §®áâì W2 W1 0:439 ¤ ¥â ¢¥à®ïâ®áâì ©â¨ í«¥ªâà® ¬¥¦¤ãáä¥à ¬¨ á à ¤¨ãá ¬¨ aB ¨ 2aB .
¨¤®, çâ® ç¨á«¥® íâ ¢¥à®ïâ®áâ쨬¥¥â â®â ¦¥ ¯®à冷ª ¢¥«¨ç¨ë, çâ® ¨ ¢¥à®ïâ®áâì W1. â® ¢¥à®ïâ®áâ쮡 à㦨âì í«¥ªâà® § ¯à¥¤¥« ¬¨ áä¥àë à ¤¨ãᮬ 2aB § ¬¥â® áãé¥á⢥® ¬¥ìè¥: ® à ¢ , ª ª ¥âà㤮 ¤®£ ¤ âìáï, 1 W2 0:238.묨 á«®¢ ¬¨, á ¢¥à®ïâ®áâìî ¡®«¥¥ 76% í«¥ªâà® ¢ ®á®¢®¬ á®áâ®ï¨¨ ¯à¥¡ë¢ ¥â à ááâ®ï¨¨ ¥ ¡®«¥¥ ¤¢ãå à ¤¨ãᮢ ®à . ¤ ç 31.27. ©â¨ í«¥ªâà®áâ â¨ç¥áª¨© ¯®â¥æ¨ «, á®§¤ ¢ ¥¬ë© â®-¬®¬ ¢®¤®à®¤ ¢ ®á®¢®¬ á®áâ®ï¨¨.¥è¥¨¥. ®§ì¬¥¬ «î¡ãî â®çªã à ááâ®ï¨¨ R ®â ï¤à .
«¥ªâà®-áâ â¨ç¥áª¨© ¯®â¥æ¨ « ¢ ¥© á®§¤ ¥âáï, ¢®-¯¥à¢ëå, ¯®«®¦¨â¥«ìë¬ § à冷¬ e ï¤à ¨, ¢®-¢â®àëå, ⮩ ç áâìî § àï¤ í«¥ªâà® , ª®â®à ï 室¨âáï ¢ãâਠáä¥àë à ¤¨ãᮬ R. ®à®è® ¨§¢¥áâ®, çâ® áä¥à¨ç¥áª¨ ᨬ¬¥âà¨ç®¥ à á¯à¥¤¥«¥¨¥ § àï¤ ¥ á®§¤ ¥â ¯®«ï ¢® ¢ãâ२审« áâïå. ®í⮬ã ç áâì í«¥ªâà®®£® ®¡« çª , 室ïé ïáï ¤ «ì襢ë¡à ®© â®çª¨, ¥ ¢¥á¥â ¢ª« ¤ ¢ ¯®â¥æ¨ «. ®áª®«ìªã ¢ ãà ¢¥¨¨ (31.7) ¢ëç¨á«¥ ¢¥à®ïâ®áâì W (R) 宦¤¥¨ï í«¥ªâà® ¢ãâà¨áä¥àë à ¤¨ãᮬ R, â® ®âà¨æ ⥫ìë© § àï¤ ¢ãâਠí⮩ áä¥àë à ¢¥170« ¢ 31.
¥®à¨ï ⮬ eW (R). ®í⮬㠯®â¥æ¨ « ¢ â®çª¥ R, á®§¤ ¢ ¥¬ë© íää¥ªâ¨¢ë¬ § à冷¬ q(R) = e(1 W (R)), ¨¬¥¥â ¢¨¤:e e)='(R) = 4q"(RR4" R002R=aB"1+2 R 2 #R +2aBaB;(31.8) ¡®«ìè¨å à ááâ®ï¨ïå ¯®â¥æ¨ « (31.8) ã¡ë¢ ¥â íªá¯®¥æ¨ «ì®,â® ¥áâì £®à §¤® ¡ëáâ॥ ®¡ë箣® ªã«®®¢áª®£® ¯®â¥æ¨ « â®ç¥ç®£®§ àï¤ . â® | â ª §ë¢ ¥¬ë© íä䥪â íªà ¨à®¢ª¨: ®âà¨æ ⥫ìë©§ àï¤ í«¥ªâà® ª®¬¯¥á¨àã¥â ¯®«®¦¨â¥«ìë© § àï¤ ï¤à . ਠR !0 ¯®â¥æ¨ « (31.8) ¯¥à¥å®¤¨â ¢ ®¡ëçë© ªã«®®¢áª¨© ¯®â¥æ¨ «: ¬ë¯à®¨ª«¨ ¢ãâàì í«¥ªâà®®£® ®¡« çª , £¤¥ ®® 㦥 ¥ íªà ¨àã¥â § àï¤ï¤à .«ï í¥à£¨¨ ¨§ ãà ¢¥¨ï ।¨£¥à ¯®«ãç ¥âáï ¢ â®ç®á⨠⠪ 殮 ä®à¬ã« , çâ® ¨ ¨§ ⥮ਨ ®à :4Z 2me(31.9)En = 2(4" )2~2n2 :0 ª ¢¨¤®, í¥à£¨ï ¤¥©áâ¢¨â¥«ì® ¥ § ¢¨á¨â ®â ª¢ ⮢ëå ç¨á¥« l; m.ਠí⮬, ª ª á«¥¤ã¥â ¨§ ᢮©á⢠à¥è¥¨© ãà ¢¥¨ï (31.6), §¨¬ã⠫쮥 ª¢ ⮢®¥ ç¨á«® l ¯à¨¨¬ ¥â æ¥«ë¥ § ç¥¨ï ®â 0 ¤® n 1.
íâ®á¢®©á⢮, 㣠¤ ®¥ ¬¨ ®á®¢¥ ª« áá¨ç¥áª®© 䨧¨ª¨, ¢®á¯à®¨§¢¥«®áì¢ ª¢ ⮢®© ¬¥å ¨ª¥. ¤¨¢¨â¥«ì®, ª ª ª¢ ⮢ ï ¬¥å ¨ª , ¨§¢¥à£ã¢è ï á⮫쪮 ª« áá¨ç¥áª¨å ¯à¥¤áâ ¢«¥¨©, ¤ ¥â «®£¨çë¥ à¥§ã«ìâ âë â ¬, £¤¥ ¢¤¥«® ¢áâ㯠îâ ᢮©á⢠ᨬ¬¥âਨ á¨á⥬ë. âáî¤ ¢ë¢®¤: ᨬ¬¥âà¨ï ¨£à ¥â ¡®«¥¥ ¢ ¦ãî ஫ì, 祬 ª®ªà¥âë¥ ä¨§¨ç¥áª¨¥ § ª®ë. ®£¤ ¨¡ã¤ì ¡ã¤ãâ ®âªàëâë ®¢ë¥ § ª®ë, ª®â®àë¥ ®¡®¡é ⨠ª¢ ⮢ãî ¬¥å ¨ªã, ¨ ¢á¥ ⥮ਨ, ª®â®àë¥ ë¥ å®¤ïâáï ¯¥à¥¤¥¬ ªà ¥ 㪨.
® ᢮©á⢠ᨬ¬¥âਨ á¨áâ¥¬ë ¯à®ï¢ïâ ᥡïâ ª ¨«¨ ¨ ç¥.⫨稥 ª¢ ⮢®© ¬¥å ¨ª¨ ®â ⥮ਨ ®à | ¡®«¥¥ ¡®£ â ï áâàãªâãà ã஢¥©: á®áâ®ï¨¥ ®¯à¥¤¥«ï¥âáï âà¥¬ï ª¢ ⮢묨 ç¨á« ¬¨, ª ª ¨ ¢âà¥å¬¥à®¬ ¯®â¥æ¨ «ì®¬ ï騪¥. áâ â¨, íâ® ¥ á«ãç ©®. ਠª¢ ⮢ëå ç¨á« ¢ ¯®â¥æ¨ «ì®© ﬥ ¨ ¢ ⮬¥ ¢®¤®à®¤ | ®âà ¦¥¨¥ âà¥å¬¥à®á⨠襣® ¯à®áâà á⢠. ®¤áç¨â ¥¬ ªà â®áâì ¢ë஦¤¥¨ï, ⮥áâì ç¨á«® à §«¨çëå á®áâ®ï¨© á ⮩ ¦¥ í¥à£¨¥© (£« ¢ë¬ ª¢ ⮢ë¬31.3.⮬ ¢®¤®à®¤ 171ç¨á«®¬ n). ਠ¤ ®¬ n ç¨á«® l ¯à®¡¥£ ¥â § ç¥¨ï ®â 0 ¤® n 1 ¨ª ¦¤®¬ã ¨§ ¨å ᮮ⢥âáâ¢ã¥â 2l + 1 § 票¥ m.
®í⮬㠪à â®áâì¢ë஦¤¥¨ï N à ¢ n 1XN = (2l + 1) = n2:(31.10)l=0ਠn = 1 ¨¬¥¥¬ N = 1, â® ¥áâì ®á®¢®© ã஢¥ì ¥ ¢ë஦¤¥. à¨n = 2 ªà â®áâì ¢ë஦¤¥¨ï à ¢ 4: ã஢¥ì á l = 0 ¨ âਠã஢ï ál = 1 ¨ à §«¨ç묨 ¯à®¥ªæ¨ï¬¨ ¬®¬¥â ¨¬¯ã«ìá m = 1; 0; +1. à¨n = 3 ªà â®áâì ¢ë஦¤¥¨ï N = 9: ®¤¨ ã஢¥ì á l = 0, âਠã஢ïá l = 1 ¨ ¯ïâì ã஢¥© (¯® ç¨á«ã ¯à®¥ªæ¨©) á l = 2. «ï ª« áá¨ä¨ª 樨ã஢¥© í¥à£¨¨ ¯® § ç¥¨î ª¢ ⮢®£® ç¨á« l ¯à¨¬¥ïîâ ãá«®¢ë¥®¡®§ 票ï, ¯®§ ¨¬á⢮¢ ë¥ ¨§ ᯥªâà®áª®¯¨¨, £¤¥ ®¨ ¯®ï¢¨«¨áì ¥é¥¤® á®§¤ ¨ï ⥮ਨ ⮬ :l=0 1 2 3 4 5 :::ᨬ¢®« s p d f g h : : :« ¢®¥ ª¢ ⮢®¥ ç¨á«® áâ ¢¨âáï ¢¯¥à¥¤¨ ᨬ¢®« . ਬ¥àë ¢®§¬®¦ëå á®áâ®ï¨©:1s; 2s; 2p; 3s; 3p; 3d; 4s; 4p; 4d; 4f etc:ਠ¯¥à¥å®¤¥ í«¥ªâà® á ã஢ï ã஢¥ì ¨§«ãç ¥âáï ä®â®, ã®áï騩 ᮡáâ¢¥ë© ã£«®¢®© ¬®¬¥â, à ¢ë© ~.