សិស្សជាក្រុម

១.គោលបំណងនៃការងារ ២

2. ការពិពណ៌នាអំពីការរៀបចំ និងនីតិវិធីសម្រាប់ការពិសោធន៍ 2

3. លទ្ធផលនៃការងារនិងការវិភាគរបស់ពួកគេ 3

៤.សេចក្តីសន្និដ្ឋាន ៦

ចម្លើយចំពោះសំណួរសុវត្ថិភាព ៧

បញ្ជីអក្សរសិល្ប៍ប្រើប្រាស់ ១០

ឧបសម្ព័ន្ធ A ១១

1. គោលបំណងនៃការងារ

គោលបំណងនៃការងារនេះគឺដើម្បីសិក្សាពីវិសាលគមបំភាយនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងពិសោធន៍កំណត់ថេរ Rydberg ។

2. ការពិពណ៌នាអំពីការរៀបចំ និងបច្ចេកទេសពិសោធន៍

ដើម្បីសិក្សាវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន វិសាលគមដែលមានមូលដ្ឋានលើ UM-2 prism monochromator ត្រូវបានប្រើ។ ប្លង់នៃការរៀបចំពិសោធន៍ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 2.1 ។

1 - ឡាស៊ែរ; 2 - គម្លាត; 3 - អេក្រង់ដែលមានមាត្រដ្ឋានមីលីម៉ែត្រ

រូបភាពទី 2.1 - ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃការសង្កេតនៃការបំភាយ Fraunhofer ដោយប្រើឡាស៊ែរ

ពន្លឺចេញពីប្រភព 1 តាមរយៈរន្ធច្រកចូល 2 និងកញ្ចក់ 3 ធ្លាក់ក្នុងធ្នឹមស្របគ្នានៅលើ spectral prism ដែលមានកម្រិតខ្ពស់ 4. ពន្លឺត្រូវបាន decomposed ទៅជាវិសាលគមដោយ prism និងដឹកនាំតាមរយៈ lens 6 ទៅកាន់ eyepiece 8. នៅពេលដែល prism ត្រូវបានបង្វិល ផ្នែកផ្សេងគ្នានៃវិសាលគមលេចឡើងនៅចំកណ្តាលនៃទិដ្ឋភាព។ ព្រីសត្រូវបានបង្វិលដោយប្រើស្គរ 5 ដែលមាត្រដ្ឋានគិតជាដឺក្រេត្រូវបានអនុវត្ត។ តាមរយៈការបង្វិលស្គរ ខ្សែវិសាលគមត្រូវបាននាំទៅកាន់ទ្រនិចលេខ 7 ដែលមានទីតាំងនៅក្នុងកែវភ្នែក ហើយការអានត្រូវបានជួសជុលនៅលើមាត្រដ្ឋានស្គរ។

ប្រភពពន្លឺនៅក្នុងការងារនេះគឺជាបំពង់អ៊ីដ្រូសែនបញ្ចេញឧស្ម័ន និងចង្កៀងបារតសម្ពាធខ្ពស់ DRSh-250-3 ។

3. លទ្ធផលនៃការងារនិងការវិភាគរបស់ពួកគេ។

តារាង 3.1 - ទិន្នន័យក្រិតតាមខ្នាត Spectroscope សម្រាប់វិសាលគមបារត*

* ប្រវែងរលកនៃខ្សែវិសាលគមនៃបារត យកចេញពីតារាង 5.1 នៅទំព័រ 8 នៃសៀវភៅណែនាំ។

រូបភាព 3.1 - ខ្សែកោងក្រិត

តម្លៃនៃប្រវែងរលក λ នៃបន្ទាត់វិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានកំណត់យោងទៅតាមក្រាហ្វក្រិតៈ តម្លៃនៃ ϕ ត្រូវបានគូសនៅលើអ័ក្ស Y ហើយតម្លៃដែលត្រូវគ្នានៅលើអ័ក្ស X ត្រូវបានជ្រើសរើស ដូច្នេះ ចំណុចស្របគ្នានឹងបន្ទាត់។

តារាង 3.2 - ទិន្នន័យពិសោធន៍លើវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន

តារាង 3.3 - តម្លៃទៅវិញទៅមកនៃប្រវែងរលកនៃបន្ទាត់វិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែនដែលជាលេខ quantum សំខាន់។

ដើម្បីពិនិត្យមើលសុពលភាពនៃរូបមន្ត Balmer ក្រាហ្វនៃការពឹងផ្អែក 1 / l / (1 / n 2) ត្រូវបានគ្រោងទុក។

រូបភាព 3.2 - ក្រាហ្វនៃការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរ 1 / លីត្រ (1 / n 2)

ពីក្រាហ្វ យើងកំណត់ថេរ Rydberg ជាជម្រាលនៃការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរ 1/l/(1/) យោងតាមរូបមន្ត (3.1) ។

ជួរទី 1 ប៉ារ៉ាម៉ែត្រក្នុងរូបភាព 3.2

តម្លៃដាច់ខាតនៃជម្រាល K នៃបន្ទាត់ត្រង់គឺ Rydberg ថេរ R = |K| = 1.108E+07

កំហុសដាច់ខាតនៃការរកឃើញថេរ Rydberg s(R) = s(K) = 1.057E+05

តម្លៃតារាងនៃថេរ Rydberg: 1.097E+07

ភាពខុសគ្នារវាងតម្លៃដែលបានរកឃើញ និងតារាងនៃថេរ Rydberg | 1 - R / | 100% \u003d 0.98%

ដោយអនុលោមតាម§8 នៅលើទំព័រ 8 ទំ។ លទ្ធផលត្រូវបានកត់ត្រាជាមួយនឹងការធានា។

R = (1.108 ± 0.01)

នៅទីនេះ e(R) គឺជាកំហុសទាក់ទងគ្នា ដែលត្រូវបានគណនាពី f ។ (1.2) នៅទំព័រ 2 ទំ។

ដោយប្រើតម្លៃរលកដែលទទួលបានពីបទពិសោធន៍ យើងបង្កើតបំណែកនៃវិសាលគមថាមពលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។

ការផ្លាស់ប្តូរដែលបានសង្កេតនៅក្នុងការពិសោធន៍៖ 6s → 2p, 5s → 2p, 4s → 2p, 3s → 2p ។

4 - សេចក្តី​សន្និដ្ឋាន

នៅក្នុងវគ្គសិក្សានៃការងារមន្ទីរពិសោធន៍វិសាលគមវិទ្យុសកម្មនៃអាតូមត្រូវបានសិក្សា

អ៊ីដ្រូសែន។ ក្រាហ្វនៃការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរ (1/l)/(1/) ត្រូវបានសាងសង់ ដែលវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ថេរ Rydberg:

R = (1.108 ± 0.01)

កំហុសក្នុងការកំណត់ថេរ Rydberg គឺ 0.9% ។

លទ្ធផលដែលទទួលបានគឺទាក់ទងទៅនឹងទិន្នន័យទ្រឹស្តី។

ចម្លើយចំពោះសំណួរសុវត្ថិភាព

1. ពន្យល់ពីគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃ prism spectroscope ។

គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃ prism spectroscope គឺផ្អែកលើបាតុភូតនៃការបែកខ្ញែកពន្លឺ។ ការបំបែកនៃលំហូរពន្លឺបញ្ចូលទៅក្នុងសមាសធាតុវិសាលគមផ្សេងៗគ្នា។

2. តើការក្រិតតាមខ្នាតនៃ spectroscope គឺជាអ្វី?

មុំនៃការផ្លាតដោយព្រីមនៃកាំរស្មីនៃពន្លឺ monochromatic មិនសមាមាត្រទៅនឹងប្រវែងរលក ឬប្រេកង់របស់វា។ ដូច្នេះ ឧបករណ៍វិសាលគមបែកខ្ញែកជាដំបូងត្រូវតែត្រូវបានក្រិតតាមខ្នាតដោយប្រើប្រភពពន្លឺស្តង់ដារ។ នៅក្នុងការងារមន្ទីរពិសោធន៍នេះ ចង្កៀងបារតមួយត្រូវបានគេប្រើជាប្រភពពន្លឺយោង។

ចំណាត់ថ្នាក់មានដូចខាងក្រោម៖

ដំឡើងចង្កៀងបារតនៅពីមុខរន្ធច្រកចូលនៃ spectroscope នៅចម្ងាយ 30-40 សង់ទីម៉ែត្រ។ បើកចង្កៀងបារតដោយប្រើកុងតាក់បិទបើក "NETWORK" និង "LAMP DRSH" ។ បំភ្លឺ​ចង្កៀង​បារត​ដោយ​ចុច​ប៊ូតុង START ច្រើន​ដង ហើយ​ទុក​ឱ្យ​ចង្កៀង​ឡើង​កម្តៅ​រយៈពេល 3-5 នាទី។ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរទទឹងនៃរន្ធចូល និងផ្លាស់ទីកែវភ្នែក នោះខ្សែវិសាលគមដែលមើលឃើញតាមរយៈកែវភ្នែកគឺស្តើង និងមុត។

វាស់មុំបង្វិលនៃស្គរសម្រាប់បន្ទាត់ផ្សេងគ្នានៃវិសាលគមបារត ដោយតម្រឹមបន្ទាត់ជាស៊េរីជាមួយនឹងព្រួញនៃទ្រនិចនៅក្នុងកែវភ្នែក។ បន្ទាត់គួរតែត្រូវបានគូរទៅសូចនាករតែនៅម្ខាងប៉ុណ្ណោះដើម្បីកាត់បន្ថយកំហុសដោយសារតែការប៉ះទង្គិចនៃស្គរ។

3. តើស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានកំណត់យ៉ាងដូចម្តេចនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច?

មុខងារ eigen ដែលត្រូវគ្នានឹងថាមពល En

កំណត់ស្ថានភាពស្ថានីនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ហើយអាស្រ័យលើលេខ quantum n, l, និង m ។

លេខគន្លងគន្លង l នៅ n ជាក់លាក់មួយអាចយកតម្លៃ l=0, 1, 2, ..., n-1 ។ លេខ quantum ម៉ាញេទិក សម្រាប់ l ដែល បាន ផ្តល់ ឱ្យ យក លើ តម្លៃ .

4. តើការេនៃម៉ូឌុលនៃអនុគមន៍រលកមានន័យដូចម្តេច?

អនុលោមតាមការបកស្រាយនៃមុខងាររលក ការ៉េនៃម៉ូឌុលនៃអនុគមន៍រលកផ្តល់នូវដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅចំណុចផ្សេងៗក្នុងលំហ។

5. សរសេរសមីការ Schrödinger ស្ថានីសម្រាប់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។

Rnl(r) គឺជាផ្នែករ៉ាឌីកាល់នៃមុខងាររលក។

Ylm(u,c) គឺជាផ្នែកមុំនៃមុខងាររលក។

n គឺជាលេខ quantum សំខាន់;

l គឺជាលេខគន្លងគន្លង;

m គឺជាលេខម៉ាញេទិក។

6. ផ្តល់ស្ថានភាពដែលអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលមាន n = 3 ។

សម្រាប់ n = 3 ស្ថានភាពដែលអាចកើតមាននៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនគឺ៖ s, p, d ។

7. ដូចម្តេចដែលហៅថាថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន?

ស្ថានភាព 1s នៃអាតូមត្រូវបានគេហៅថារដ្ឋដី។ វាត្រូវគ្នាទៅនឹងកម្រិតថាមពលទាបបំផុត E1=-13.6 eV ដែលហៅថាមេ។ រដ្ឋ និងកម្រិតថាមពលផ្សេងទៀតទាំងអស់ត្រូវបានគេហៅថារំភើប។ បរិមាណ |E1| គឺជាថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។

8. បង្ហាញថាដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅចម្ងាយស្មើនឹងកាំ Bohr គឺអតិបរមា។

ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងស្រទាប់ស្វ៊ែរពី r ទៅ r+dr គឺស្មើនឹងបរិមាណនៃស្រទាប់នេះគុណនឹង . ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅចម្ងាយ r ពីស្នូល

ឈានដល់អតិបរមានៅ r = r0 ។

តម្លៃ r0 ដែលមានវិមាត្រនៃប្រវែងស្របគ្នានឹងកាំនៃគន្លង Bohr ដំបូង។ ដូច្នេះនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច កាំនៃគន្លង Bohr ដំបូងត្រូវបានបកស្រាយថាជាចម្ងាយពីស្នូលដែលប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងគឺអតិបរមា។

9. តើអ្វីជាច្បាប់ជ្រើសរើសសម្រាប់លេខគន្លងគន្លង ហើយហេតុអ្វី?

ពីច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំក្នុងអំឡុងពេលបញ្ចេញ និងការស្រូបយកពន្លឺដោយអាតូមសម្រាប់គន្លងគន្លងលេខ l ច្បាប់ជ្រើសរើសកើតឡើង។

10. បញ្ជាក់ប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរសម្រាប់ស៊េរី Lyman និង Paschen ។

សម្រាប់ស៊េរីលីម៉ាន៖ np → 1s (n = 2, 3...) ។

សម្រាប់ស៊េរី Paschen៖ np → 3s, ns → 3p, nd → 3p, np → 3d, nf → 3d (n = 4, 5...)

11. ស្វែងរកព្រំដែនរលកខ្លី និងរលកវែង (l1 និងl∞) សម្រាប់ស៊េរី Lyman, Balmer, Paschen ។

សម្រាប់ស៊េរីលីម៉ាន៖ m = 1, n = 2, 3, … ∞ ។

R = 1.097 ∙ 107 (m-1)

សម្រាប់ n = ∞ ។ , l1 = 1/(1.097 ∙ 107) ∙ 109 = 91.2 (nm)

L∞ = 1/(1.097 ∙ 107 ∙ 3/4) ∙ 109 = 121.5 (nm)

សម្រាប់ស៊េរី Balmer: m = 2, n = 3, 4 … ∞ ។

R = 1.097 ∙ 107 (m-1)

សម្រាប់ n = ∞ ។ , l1 = 1/(1.097 ∙ 107 ∙ 1/4) ∙ 109 = 364.6 (nm)

L∞ = 1/(1.097 ∙ 107 ∙ 0.1389) ∙ 109 = 656.3 (nm)

សម្រាប់ស៊េរី Paschen: m = 3, n = 4.5 … ∞ ។

R = 1.097 ∙ 107 (m-1)

សម្រាប់ n = ∞ ។ , l1 = 1/(1.097 ∙ 107 ∙ 1/9) ∙ 109 = 820.4 (nm)

L∞ = 1/(1.097 ∙ 107 ∙ 0.04861) ∙ 109 = 1875.3 (nm)

គន្ថនិទ្ទេស

, វិសាលគម Kirillov នៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ការណែនាំអំពីការងារមន្ទីរពិសោធន៍ សម្រាប់និស្សិតគ្រប់ជំនាញ។ - Tomsk: TUSUR, 2005. - 10 ទំ។ កំហុសក្នុងការវាស់វែង Ripp ។ សេចក្តីណែនាំសម្រាប់សិក្ខាសាលាមន្ទីរពិសោធន៍ ស្តីពីវគ្គសិក្សារូបវិទ្យា សម្រាប់និស្សិតគ្រប់ជំនាញ។ - Tomsk: FDO, TUSUR, 2006. - 13 ទំ។

ឧបសម្ព័ន្ធ A

ឯកសារចុះឈ្មោះជាមួយនឹងលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ phyLab7.reg ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅឯកសាររបាយការណ៍។

1 នៅក្នុង Excel ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃបន្ទាត់ត្រង់ដែលបានសាងសង់ពីចំណុចដែលបានផ្តល់ឱ្យអាចទទួលបានដោយប្រើមុខងារ LINEST () ដែលអនុវត្តវិធីសាស្ត្រការ៉េតិចបំផុត (LSM) ។ នៅក្នុងសៀវភៅណែនាំ MNC ត្រូវបានពិពណ៌នានៅទំព័រ 12–13 f ។ (១០.២)–(១០.៥)។

មន្ទីរពិសោធន៍លេខ ១០

ទ្រឹស្តីសង្ខេប

គោលបំណងនៃការងារនេះគឺដើម្បីស្គាល់វិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែន និងសូដ្យូម។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការអនុវត្តរបស់វា ចាំបាច់ត្រូវសង្កេតមើលផ្នែកដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគម វាស់ប្រវែងរលក ហើយផ្អែកលើលទ្ធផលនៃការវាស់វែងទាំងនេះ កំណត់ Rydberg ថេរ។

វិសាលគមនៃការបំភាយនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនមានបន្ទាត់មុតស្រួចដាច់ដោយឡែក និងលេចធ្លោសម្រាប់ភាពសាមញ្ញរបស់វា។ សូម្បីតែ Balmer (1885), Rydberg (1890) និង Ritz (1908) បានបង្កើតជាក់ស្តែងថា បន្ទាត់វិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែនអាចត្រូវបានដាក់ជាក្រុមជាស៊េរី ហើយរលកពន្លឺត្រូវបានបង្ហាញដោយភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ដោយរូបមន្ត៖

តើលេខរលកនៅឯណា; លីត្រ- រលក, នៅទំនេរ; រ= 109677.581 សង់ទីម៉ែត្រ -1 - ថេររបស់ Rydberg; n = 1, 2, 3, ... គឺជាចំនួនធម្មជាតិថេរសម្រាប់បន្ទាត់នៃស៊េរីដែលបានផ្តល់ឱ្យដែលអាចចាត់ទុកថាជាលេខស៊េរី; m = n + 1, n + 2, n + 3, ... គឺជាលេខធម្មជាតិដែល "លេខ" បន្ទាត់នៃស៊េរីនេះ។

ស៊េរីដែលមាន n = 1 (ស៊េរីលីម៉ាន) ស្ថិតនៅទាំងស្រុងនៅក្នុងផ្នែកអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៃវិសាលគម។ ស៊េរីដែលត្រូវគ្នានឹង n=2 (ស៊េរី Balmer) មានបួនជួរដំបូងនៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញ។ ស៊េរីដែលមាន n = 3 (Paschen), n = 4 (Brackett), n = 5 (Pfund) និងបន្តបន្ទាប់ទៀតគឺស្ថិតនៅក្នុងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។

វិចារណកថាគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់បង្ហាញថាបន្ទាត់សៀរៀល (I) មានរចនាសម្ព័ន្ធល្អ; បន្ទាត់នីមួយៗមានធាតុផ្សំដែលមានគម្លាតយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាច្រើននៅចម្ងាយរាប់រយនៃ angstrom សម្រាប់ផ្នែកដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគម។

ទ្រឹស្តី Bohr ។ការប៉ុនប៉ងជាច្រើនដើម្បីពន្យល់អំពីរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាត់នៃវិសាលគមអាតូម ជាពិសេសរូបមន្ត (1) ពីទស្សនៈនៃរូបវិទ្យាបុរាណមិនបានជោគជ័យទេ។ នៅឆ្នាំ 1911 ការពិសោធន៍របស់ Rutherford បានបង្កើតគំរូនុយក្លេអ៊ែរនៃអាតូម ដែលតាមទស្សនៈនៃមេកានិចបុរាណគួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសំណុំនៃអេឡិចត្រុងដែលផ្លាស់ទីជុំវិញស្នូល។ យោងទៅតាមច្បាប់នៃអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណ គំរូនៃអាតូមមួយនេះគឺមិនស្ថិតស្ថេរទេ ដោយសារការបង្កើនល្បឿនដែលចាំបាច់សម្រាប់ចលនាគន្លងរាងកោង អេឡិចត្រុងត្រូវតែបញ្ចេញថាមពលក្នុងទម្រង់ជារលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ហើយជាលទ្ធផល វាធ្លាក់មកលើស្នូលយ៉ាងលឿន។ . នៅឆ្នាំ 1913 លោក Bohr ដែលបោះបង់ចោលនូវគោលគំនិតបុរាណ បានបង្កើតទ្រឹស្ដីមួយដែលត្រូវគ្នានឹងគំរូនុយក្លេអ៊ែរនៃអាតូម ហើយពន្យល់ពីភាពទៀងទាត់សំខាន់ៗនៅក្នុងវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងប្រព័ន្ធអាតូមស្រដៀងគ្នា។

ទ្រឹស្ដីរបស់ Bohr គឺផ្អែកលើ postulates ខាងក្រោម៖

1. ប្រព័ន្ធអាតូមិកមានស្ថានភាពថេរដាច់ពីគ្នាជាមួយនឹងថាមពលជាក់លាក់ ដែលអាចចាត់ទុកថាប្រើមេកានិកធម្មតា ប៉ុន្តែប្រព័ន្ធនេះមិនបញ្ចេញវិទ្យុសកម្មទេ បើទោះបីជាវាគួរតែបញ្ចេញកាំរស្មីតាមអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណក៏ដោយ។

2. វិទ្យុសកម្មកើតឡើងកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរពីស្ថានភាពស្ថានីមួយទៅស្ថានភាពមួយទៀតក្នុងទម្រង់ជាថាមពល quantum hvពន្លឺ monochromatic (នៅទីនេះ vគឺជាប្រេកង់វិទ្យុសកម្ម; ម៉ោង\u003d 6.62 10 -27 erg.sec - ថេររបស់ Planck)។

3. ក្នុងករណីពិសេសនៃចលនាតាមគន្លងរាងជារង្វង់ មានតែគន្លងទាំងនោះគឺនៅស្ថានី ដែលសន្ទុះមុំ P នៃអេឡិចត្រុងគឺជាពហុគុណនៃតម្លៃ ម៉ោង/2 ទំ:

កន្លែងណា ន = 1, 2, 3,...; ខ្ញុំគឺជាម៉ាស់អេឡិចត្រុង rn- កាំ ន-th គន្លង; វី នគឺជាល្បឿននៃអេឡិចត្រុង នគន្លងទី។

ដោយអនុលោមតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល និង postulates ពីរដំបូងនៃ Bohr ថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មមួយកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូររវាងរដ្ឋស្ថានីជាមួយនឹងថាមពល។ អ៊ី"និង អ៊ី""គឺស្មើនឹង

hv=E"-E"" . (3)

ប្រសិនបើយើងប្រៀបធៀបរូបមន្ត (1) និង (3) នោះវាងាយស្រួលក្នុងការឃើញថាថាមពលនៃស្ថានភាពស្ថានីនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវចំណាយពេលដើម្បីចុះហត្ថលេខាជាស៊េរីតម្លៃដាច់ពីគ្នានៃតម្លៃ៖

កន្លែងណា គគឺជាល្បឿននៃពន្លឺ។

ពិចារណាអាតូមដែលមានស្នូលដែលមានបន្ទុក Z អ៊ីនិងអេឡិចត្រុងមួយ។ សម្រាប់អ៊ីដ្រូសែន Z= 1 សម្រាប់អេលីយ៉ូមអ៊ីយ៉ូដតែមួយ (He+) Z= 2 សម្រាប់លីចូមអ៊ីយ៉ូដទ្វេដង (លី ++) Z= 3 ល។ កម្លាំងនៃអន្តរកម្ម Coulomb រវាងស្នូល និងអេឡិចត្រុងនឹងស្មើនឹង៖

កន្លែងណា rគឺជាចំងាយរវាងស្នូល និងអេឡិចត្រុង។ នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងនេះ អេឡិចត្រុងធ្វើចលនាជុំវិញស្នូលក្នុងគន្លងរាងអេលីប ជាពិសេសក្នុងរង្វង់មួយ។ ប្រសិនបើយើងរាប់ថាមពលសក្តានុពល យូពីតម្លៃរបស់វាសម្រាប់អេឡិចត្រុងឆ្ងាយគ្មានកំណត់

នៅពេលផ្លាស់ទីក្នុងរង្វង់មួយ កម្លាំងកណ្តាលគឺស្មើនឹង

តើថាមពល kinetic នៅឯណា

ថាមពលសរុប

ពីទំនាក់ទំនង (2) និង (7) យើងរកឃើញកាំនៃគន្លងស្ថានីរាងជារង្វង់

សមភាព (10) បង្ហាញថាគន្លងស្ថានីគឺជារង្វង់ដែលកាំកើនឡើងសមាមាត្រទៅនឹងការ៉េនៃចំនួនគន្លង។

ការជំនួស (10) ទៅជា (9) យើងទទួលបានថាមពលនៅក្នុងស្ថានភាពស្ថានី (រូបភាពទី 2)៖

កន្សោម (11) ស្របគ្នានឹង (4) ប្រសិនបើយើងដាក់

តម្លៃ (12) ខុសគ្នាខ្លះពីតម្លៃនៃថេរ Rydberg ដែលបានរកឃើញពីការវាស់វែង spectroscopic ។ ការពិតគឺថានៅពេលទទួលបានរូបមន្ត (11) យើងបានសន្មត់ថាស្នូលមិនមានចលនា ចំណែកឯដោយសារភាពកំណត់នៃម៉ាស់របស់វា វារួមជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងធ្វើចលនាជុំវិញកណ្តាលនៃនិចលភាពរួមរបស់ពួកគេ។ ដើម្បីពិចារណាពីកាលៈទេសៈនេះ វាគ្រប់គ្រាន់ហើយក្នុងការណែនាំម៉ាស់អេឡិចត្រុង និងស្នូលដែលកាត់បន្ថយ ជំនួសឱ្យម៉ាស់អេឡិចត្រុង៖

កន្លែងណា មគឺជាម៉ាស់នៃស្នូល។

ការជំនួស (12) ខ្ញុំនៅ​លើ មយើងទទួលបានក្នុងករណីអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ( M = Mp):

ដែលជាកិច្ចព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយការពិសោធន៍។ នៅទីនេះ R ទាក់ទងទៅនឹងម៉ាស់ដ៏ធំគ្មានកំណត់នៃស្នូល ហើយស្របគ្នាជាមួយ (12)។

កន្សោម (14) បង្ហាញថា Rydberg ថេរសម្រាប់អ៊ីសូតូបអ៊ីដ្រូសែន (deuterium ជាមួយ M d = 2M ទំនិង tritium M T = 3M ទំ) ដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃម៉ាស់ថយចុះ ខុសពីថេរ Rydberg Rpសម្រាប់អ៊ីដ្រូសែនស្រាល។ នេះគឺជាការយល់ស្របដ៏ល្អជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរបន្ទាត់ដែលបានសង្កេតនៅក្នុងវិសាលគមនៃ deuterium និង tritium បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែន (ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីសូតូម) ។

ដើម្បីពណ៌នាពីផលប៉ះពាល់ដ៏ស្រាលបន្ថែមទៀត ដូចជាការបំបែកខ្សែវិសាលគមដែលបញ្ចេញដោយអាតូមក្នុងវាលខាងក្រៅ វាមិនគ្រប់គ្រាន់ទេក្នុងការពិចារណាតែគន្លងរាងជារង្វង់ប៉ុណ្ណោះ។ លក្ខខណ្ឌស្ថានីទូទៅច្រើនជាង (2) ដែលសមរម្យសម្រាប់គន្លងរាងអេលីប ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយ Sommerfeld ក្នុងទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ ប្រសិនបើប្រព័ន្ធមេកានិចដែលមាន ខ្ញុំកម្រិតនៃសេរីភាពត្រូវបានពិពណ៌នាដោយកូអរដោនេទូទៅ q iនិងកម្លាំងជំរុញទូទៅដែលត្រូវគ្នា។ p i = ¶T/¶q iបន្ទាប់មកមានតែរដ្ឋនៃប្រព័ន្ធទាំងនោះប៉ុណ្ណោះដែលនៅស្ងៀម

កន្លែងណា n ខ្ញុំគឺជាលេខ quantum ចំនួនគត់ ហើយការរួមបញ្ចូលលាតសន្ធឹងលើជួរទាំងមូលនៃការប្រែប្រួល q i. នៅក្នុងករណីនៃពងក្រពើដែលបានពិពណ៌នាដោយកូអរដោនេប៉ូល rនិង j, យើង​មាន

កន្លែងណា njនិង n r- លេខ azimuthal និង radial quantum ។ ដោយសារតែថេរនៃសន្ទុះមុំ pj= const = ទំលក្ខខណ្ឌ (១៦) ផ្តល់ឱ្យដូចជាក្នុងករណីនៃគន្លងរាងជារង្វង់។

ការគណនាដែលត្រូវគ្នាបង្ហាញថាថាមពលអេឡិចត្រុងអាស្រ័យលើផលបូក n j + n r = nយោងតាមរូបមន្ត (១១) ។ នហៅថាលេខ quantum សំខាន់។ ដោយសារតែ nj = 1, 2, ...នសម្រាប់ការផ្តល់ឱ្យ នអាចប្រើបាន នគន្លងរាងអេលីបដែលមានថាមពលដូចគ្នា (11) និងជាមួយសន្ទុះខុសគ្នា (18) ។ ប្រសិនបើយើងពិចារណាកម្រិតទី 3 នៃសេរីភាព នោះលក្ខខណ្ឌបរិមាណ (15) សម្រាប់វានាំឱ្យការពិតដែលថាគន្លងនីមួយៗអាចត្រូវបានតម្រង់ទិសក្នុងលំហ មិនមែននៅក្នុងវិធីបំពាននោះទេ ប៉ុន្តែមានតែនៅក្នុងវិធីដែលការព្យាករណ៍នៃសន្ទុះមុំនៅលើ ទិសដៅថេរណាមួយ OZ អាចយក 2 ន+ 1 គុណ ម៉ោង/(2p) :

m = - n j , - n j + 1, . . . . . nj- 1 , ន. (20)

ទ្រឹស្តី Bohr-Sommerfeld បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីភាពមិនអាចអនុវត្តបាននៃរូបវិទ្យាបុរាណ និងសារៈសំខាន់បំផុតនៃច្បាប់កង់ទិចសម្រាប់ប្រព័ន្ធមីក្រូទស្សន៍។ នាងបានពន្យល់ពីភាពទៀងទាត់សំខាន់ៗនៅក្នុងវិសាលគមនៃអ៊ីយ៉ុងដូចអ៊ីដ្រូសែន លោហធាតុអាល់កាឡាំង វិសាលគមកាំរស្មីអ៊ិច។ នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌរបស់ខ្លួន ជាលើកដំបូងភាពទៀងទាត់នៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុត្រូវបានពន្យល់។ ម្យ៉ាងវិញទៀត ទ្រឹស្ដីមិនបានផ្តល់ការពន្យល់ស្របគ្នាអំពីអាំងតង់ស៊ីតេ និងបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃបន្ទាត់វិសាលគមនោះទេ។ ការប៉ុនប៉ងបង្កើតទ្រឹស្ដីនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រុងពីរដ៏សាមញ្ញបំផុត អាតូមអេលីយ៉ូម បានបរាជ័យដោយគ្មានផ្លូវ។ ចំនុចខ្វះខាតនៃទ្រឹស្តីរបស់ Bohr គឺជាផលវិបាកនៃភាពមិនស៊ីសង្វាក់ផ្ទៃក្នុងរបស់វា។ ជាការពិតណាស់ នៅលើដៃម្ខាង វាទាក់ទាញគំនិតនៃ quantization alien ទៅនឹងរូបវិទ្យាបុរាណ ហើយម្យ៉ាងវិញទៀត វាប្រើមេកានិចបុរាណដើម្បីពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពស្ថានី។ រូបភាពត្រឹមត្រូវបំផុតនៃបាតុភូតរូបវន្តខាងក្នុងអាតូមិកត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយទ្រឹស្តី Quantum ជាប់លាប់ - មេកានិចកង់ទិច ដែលទាក់ទងទៅនឹងទ្រឹស្តីរបស់ Bohr គឺជាដំណាក់កាលអន្តរកាលដ៏សំខាន់បំផុត។

ការពិពណ៌នាមេកានិច Quantum នៃរដ្ឋស្ថានី។ភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាងមេកានិចកង់ទិច និងទ្រឹស្តីរបស់ Bohr គឺជាការបដិសេធនៃគំនិតនៃចលនារបស់អេឡិចត្រុងតាមគន្លងដែលបានកំណត់តាមបែបបុរាណ។ ទាក់ទងនឹង microparticle មនុស្សម្នាក់អាចនិយាយមិនអំពីកន្លែងរបស់វានៅលើគន្លងនោះទេ ប៉ុន្តែគ្រាន់តែអំពីប្រូបាប៊ីលីតេប៉ុណ្ណោះ។ dWស្វែងរកភាគល្អិតនេះក្នុងបរិមាណ ឌីវីស្មើនឹង

dw = |យ (x, y, z)| 2 dx dy dz, (21)

ដែលជាកន្លែងដែល Y (x, y, z)- មុខងាររលក គោរពតាមសមីការនៃចលនានៃមេកានិចកង់ទិច។ ក្នុងករណីសាមញ្ញបំផុត សមីការដែលទទួលបានដោយ Schrödinger សម្រាប់រដ្ឋស្ថានីមានទម្រង់

កន្លែងណា អ៊ីនិង យូគឺជាថាមពលសរុប និងសក្តានុពលនៃភាគល្អិតដែលមានម៉ាស m អ៊ី.

ប្រូបាប៊ីលីតេនៃអេឡិចត្រុងដែលស្ថិតនៅក្នុងបរិមាណឯកតា Y |(x,y,z)| ២ដែលត្រូវបានគណនាសម្រាប់ចំណុចនីមួយៗ បង្កើតគំនិតនៃពពកអេឡិចត្រុង ជាការចែកចាយស្ថិតិជាក់លាក់នៃបន្ទុកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងលំហ។ ស្ថានភាពស្ថានីនីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការចែកចាយដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងរបស់វា ហើយការផ្លាស់ប្តូរពីស្ថានភាពស្ថានីមួយទៅស្ថានភាពមួយទៀតត្រូវបានអមដោយការផ្លាស់ប្តូរទំហំ និងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃពពកអេឡិចត្រុង។

ដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុងគឺជាមុខងារនៃចម្ងាយពីស្នូល r. វាជាការគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការកត់សម្គាល់ថាសម្រាប់ការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងទ្រឹស្តីរបស់ Bohr ថាដង់ស៊ីតេរ៉ាឌីកាល់អតិបរមានៃស្ថានភាពដីនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវគ្នាទៅនឹងចំណុច។ rកំណត់ដោយរូបមន្ត (10) ពោលគឺ ចម្ងាយដែលទំនងបំផុតនៃអេឡិចត្រុងពីស្នូលគឺពិតជាស្មើនឹងកាំនៃគន្លងទីមួយនៅក្នុងទ្រឹស្តី Bohr (រូបភាពទី 1)។

នៅពេលដែលទំហំនៃពពកអេឡិចត្រុងកើនឡើងជាក្បួនថាមពលរបស់វាក៏កើនឡើងផងដែរ។ អ៊ី នកំណត់លក្ខណៈដោយលេខ quantum សំខាន់ ន.រូបរាងនៃពពកអេឡិចត្រុងកំណត់សន្ទុះមុំ "គន្លង" ទំកំណត់លក្ខណៈដោយលេខកង់ទិច លីត្រ.

អង្ករ។ 1. ការចែកចាយប្រូបាប៊ីលីតេសម្រាប់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងរដ្ឋ៖

1 - ន = 1, លីត្រ= 0 និង 2 - ន = 2, លីត្រ = 0

ការតំរង់ទិសនៃពពកកំណត់ការព្យាករណ៍នៃពេលនេះ p lzនៅក្នុងលំហ កំណត់លក្ខណៈដោយលេខ quantum m l. បន្ថែមពីលើសន្ទុះគន្លង អេឡិចត្រុងមានសន្ទុះមុំរបស់វា - វិល ទំ sដែលអាចមានការតំរង់ទិសពីរក្នុងលំហ ដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយតម្លៃពីរនៃលេខ quantum m s= - 1/2 , + 1/2 ។ គេអាចស្រមៃថា ពេលវេលាវិលគឺដោយសារតែការបង្វិលអេឡិចត្រុងជុំវិញអ័ក្សរបស់វា (ដូចជាផែនដីវិលជុំវិញអ័ក្សរបស់វា ផ្លាស់ទីក្នុងគន្លងជុំវិញព្រះអាទិត្យ)។ រូបភាពដ៏សាមញ្ញនេះងាយស្រួលជាតំណាងធរណីមាត្រដែលមើលឃើញនៃប្រភពដើមដែលអាចកើតមាននៃការបង្វិល។ មានតែទ្រឹស្តី Quantum ទេដែលអាចផ្តល់និយមន័យយ៉ាងម៉ត់ចត់នៃការបង្វិល។

យោងតាម ​​quantum mechanics ពេលវេលានៃសន្ទុះ និងការព្យាករណ៍របស់ពួកគេត្រូវបានកំណត់ដោយទំនាក់ទំនងដូចខាងក្រោមៈ

ចំណាំថាច្បាប់បរិមាណ Bohr-Sommerfeld (18), (19) គឺប្រហាក់ប្រហែលទៅនឹង (23), (24) សម្រាប់ទំហំធំ។ លីត្រ.

ដូច្នេះដើម្បីកំណត់ស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយ មនុស្សម្នាក់អាចកំណត់បរិមាណរូបវន្តចំនួនបួន E n , p l , p lz , p sl ,ឬ អ្វី​ដែល​ដូច​គ្នា បួន​បួន​នៃ​លេខ quantum m, l, m l, m s. តម្លៃនៃលេខ quantum ទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត (23) - (26) ។

ន = 1, 2, 3, 4, ... ; (27)

លីត្រ = 1, 2, 3, 4, ..., ន - 1 ; m l = -l, -l+ 1, ..., 0, ..., លីត្រ- 1, លីត្រ;

m s = -1/2 , +1/2 .

លេខគន្លង លីត្រ= 0, 1, 2, 3, 4 ។ល។ ជាធម្មតាត្រូវបានតំណាងដោយអក្សរ s, p, d, f, qហើយដូច្នេះនៅលើអក្ខរក្រម។

តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរចំនួនបួននៃលេខ quantum អ្នកអាចទទួលបានប្រភេទទាំងអស់នៃរដ្ឋនៃអាតូម។ លំដាប់នៃការបំពេញរដ្ឋអេឡិចត្រូនិកទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយគោលការណ៍ពីរ: គោលការណ៍ Pauli និងគោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត។

យោងតាមគោលការណ៍ Pauli អាតូមមួយមិនអាចមានអេឡិចត្រុងពីរដែលមានលេខ quantum ដូចគ្នា។ យោងទៅតាមគោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត ការបំពេញរដ្ឋអេឡិចត្រូនិចកើតឡើងពីតម្លៃថាមពលទាបដល់ខ្ពស់បំផុតក្នុងលំដាប់។

1ស < 2ស < 2ទំ < 3ស < 3ទំ . (28)

អនុលោមតាមគោលការណ៍ Pauli និងការរឹតបន្តឹង (27) នៅក្នុងរដ្ឋដែលបានផ្តល់ឱ្យ ននិង លីត្រមិនអាចលើសពី 2 (2 លីត្រ+ 1) អេឡិចត្រុង។ ដូច្នេះនៅក្នុង ស- រដ្ឋ ( លីត្រ= 0) អាចមានអេឡិចត្រុងមិនលើសពីពីរ ទំ- រដ្ឋ ( លីត្រ= 1) - មិនលើសពីប្រាំមួយអេឡិចត្រុងនិងដូច្នេះនៅលើ។ នៅក្នុងស្ថានភាពដែលមានលេខសំខាន់ quantum ដែលបានផ្តល់ឱ្យ នអាចផ្ទុកមិនលើសពីអេឡិចត្រុង។

សំណុំនៃរដ្ឋជាមួយនឹងការផ្តល់ឱ្យ នត្រូវបានគេហៅថាសែលអេឡិចត្រុង ដែលជាសំណុំនៃរដ្ឋដែលមានលេខគូ ននិង លីត្រហៅថា subshell ។ ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមលើស្រទាប់រងត្រូវបានគេហៅថា ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុង។ ឧទាហរណ៍ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិកនៃស្ថានភាពដីនៃអាតូមនៃអ៊ីដ្រូសែន លីចូម អេលីយ៉ូម សូដ្យូម ជាដើម។ មើលទៅដូចជា:

1ស 1(H)

1ស២ (គាត់)

1ស 2 2ស 1 (លី)

1ស 2 2ស 2 2ទំ 6 3ស១ (ណា) ,

ដែលជាកន្លែងដែលអក្សរធំបង្ហាញពីចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុង subshells ដែលត្រូវគ្នា ហើយលេខនៅក្នុងជួរដេកបង្ហាញពីតម្លៃនៃលេខ quantum សំខាន់ ន. ចូរយើងពន្យល់ពីច្បាប់សម្រាប់ការសរសេរការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃអាតូមសូដ្យូម Z= 11. ដឹងពីចំនួនអតិបរិមានៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរដ្ឋ សនិង ទំ(2 និង 6 រៀងគ្នា) ដាក់អេឡិចត្រុង 11 តាមបណ្ដោយវិសមភាព (28) ពីឆ្វេងទៅស្តាំ បន្ទាប់មកយើងទទួលបាន 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ។ ដូចគ្នានេះដែរការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមផ្សេងទៀតត្រូវបានទទួល។

អង្ករ។ 2. ដ្យាក្រាមនៃកម្រិតថាមពល និងការផ្លាស់ប្តូរវិទ្យុសកម្មនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន

រលកក្នុងវិសាលគមបំភាយនៃបារត

នីតិវិធីការងារ

1. បើកការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលរបស់ UM-2 monochromator និងចង្កៀងបារត។

2. ដោយប្រើតារាង ក្រិតតាមខ្នាត monochromator (គូរក្រាហ្វ)។

3. បើកបំពង់បង្ហូរឧស្ម័នជាមួយសូដ្យូម ហើយកំណត់ប្រវែងរលកនៅក្នុងផ្នែកដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគមដោយប្រើក្រាហ្វ។

4. កំណត់តម្លៃថេរ Rydberg សម្រាប់បន្ទាត់នីមួយៗ និងស្វែងរកតម្លៃមធ្យម។

5. កំណត់សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមសូដ្យូម។

គ្រប់គ្រងសំណួរ និងកិច្ចការ

1. ប្រាប់យើងអំពីទ្រឹស្តីនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូមដែលបង្កើតឡើងដោយ Bohr ។

2. តើទ្រឹស្តីរបស់ Bohr ខុសពីទ្រឹស្តីមេកានិចកង់ទិចយ៉ាងដូចម្តេច?

3. តើលេខ Quantum ប៉ុន្មានដែលអ្នកដឹង? តើអ្វីជាគោលការណ៍ប៉ូលី?

4. សរសេរសមីការ Schrödinger សម្រាប់អាតូមដូចអ៊ីដ្រូសែន។

5. តើបន្ទុកវិសាលគមនៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានកំណត់យ៉ាងដូចម្តេច?

6. តើអ្វីជារូបមន្ត Balmer ទូទៅ?

7. ពន្យល់ដ្យាក្រាមនៃកម្រិតថាមពល និងការផ្លាស់ប្តូរវិទ្យុសកម្មនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងសូដ្យូម។

អក្សរសិល្ប៍

1. Stallions I.P. មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃអេឡិចត្រូនិច។ Leningrad, ឆ្នាំ 1990 ។

2. Koshkin N.I., Shirkevich M.G. សៀវភៅណែនាំរូបវិទ្យាបឋម។ - អិម, ១៩៨៨ ។

3. Mirdel K. Electrophysics ។ - អិម ១៩៧២

4. អុបទិក និងរូបវិទ្យាអាតូមិកៈ សិក្ខាសាលាមន្ទីរពិសោធន៍ស្តីពីរូបវិទ្យា អេដ។ R.I. សូលូគីន។ ឆ្នាំ ១៩៧៦។

5. Pestrov E.G., Lapshin G.M. អេឡិចត្រូនិច Quantum ។ – អិម ឆ្នាំ ១៩៨៨។

6. សិក្ខាសាលាស្តីពី spectroscopy, Ed ។ L.V. Levshite, -M, 1976 ។

7. Saveliev I.V. វគ្គសិក្សារូបវិទ្យាទូទៅ។ -M., T.-2, 3., 1971 ។

8. Sivukhin D.V. វគ្គសិក្សាទូទៅនៃរូបវិទ្យា។ T-3, - M. , 1990 ។

9. Trofimova T.I. វគ្គសិក្សារូបវិទ្យា។ - M. , Nauka, ឆ្នាំ 1990 ។

10. Fano U., Fano L. រូបវិទ្យានៃអាតូម និងម៉ូលេគុល។ - M. , ឆ្នាំ 1980 ។

11. Sheftel I.T. ឧបករណ៍កម្តៅ។ - អិម, ១៩៧២

12. Shpolsky E.V. រូបវិទ្យាអាតូមិច។ - អិមឆ្នាំ ១៩៩០

13. Yavorsky B.M., Seleznev Yu.A. ការណែនាំអំពីរូបវិទ្យា។ - អិម, ១៩៨៩ ។

ការបោះពុម្ពផ្សាយអប់រំ

Alekseev Vadim Petrovich

Paporkov Vladimir Arkadievich

Rybnikova Elena Vladimirovna

សិក្ខាសាលាមន្ទីរពិសោធន៍

សេចក្តីផ្តើម

ការសិក្សាអំពីវិសាលគមបន្ទាត់នៃសារធាតុអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកកំណត់ថាតើធាតុគីមីអ្វីខ្លះដែលវាមាន និងចំនួនធាតុនីមួយៗដែលមាននៅក្នុងសារធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យ។

មាតិកាបរិមាណនៃធាតុនៅក្នុងគំរូតេស្តត្រូវបានកំណត់ដោយការប្រៀបធៀបអាំងតង់ស៊ីតេនៃបន្ទាត់បុគ្គលនៅក្នុងវិសាលគមនៃធាតុនេះជាមួយនឹងអាំងតង់ស៊ីតេនៃបន្ទាត់នៃធាតុគីមីមួយផ្សេងទៀត មាតិកាបរិមាណដែលនៅក្នុងគំរូត្រូវបានគេស្គាល់។

វិធីសាស្រ្តនៃការកំណត់សមាសភាពគុណភាព និងបរិមាណនៃសារធាតុដោយវិសាលគមរបស់វាត្រូវបានគេហៅថាការវិភាគវិសាលគម។ ការវិភាគវិសាលគមត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការស្វែងរករ៉ែដើម្បីកំណត់សមាសធាតុគីមីនៃសំណាករ៉ែ។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម ការវិភាគវិសាលគមធ្វើឱ្យវាអាចគ្រប់គ្រងសមាសធាតុនៃយ៉ាន់ស្ព័រ និងភាពមិនបរិសុទ្ធដែលត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងលោហធាតុ ដើម្បីទទួលបានវត្ថុធាតុដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលចង់បាន។

គុណសម្បត្តិនៃការវិភាគវិសាលគមគឺភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ និងលទ្ធផលលឿន។ ដោយមានជំនួយពីការវិភាគវិសាលគម គេអាចរកឃើញវត្តមានមាសនៅក្នុងសំណាកដែលមានទម្ងន់ 6*10-7 ក្រាម ខណៈដែលម៉ាស់របស់វាមានត្រឹមតែ 10-8 ក្រាមប៉ុណ្ណោះ។ បានអនុវត្តក្នុងរយៈពេលជាច្រើនដប់វិនាទី។

ការវិភាគវិសាលគមធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់សមាសធាតុគីមីនៃសាកសពសេឡេស្ទាលពីចម្ងាយពីផែនដីនៅចម្ងាយរាប់ពាន់លានឆ្នាំពន្លឺ។ សមាសធាតុគីមីនៃបរិយាកាសនៃភព និងផ្កាយ ឧស្ម័នត្រជាក់ក្នុងចន្លោះរវាងផ្កាយ ត្រូវបានកំណត់ពីវិសាលគមស្រូបទាញ។

តាមរយៈការសិក្សាវិសាលគមនេះ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចកំណត់មិនត្រឹមតែសមាសធាតុគីមីនៃរូបកាយសេឡេស្ទាលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងសីតុណ្ហភាពរបស់វាទៀតផង។ ការផ្លាស់ប្តូរនៃបន្ទាត់វិសាលគមអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ល្បឿននៃរាងកាយសេឡេស្ទាលមួយ។

ប្រវត្តិនៃការរកឃើញវិសាលគម និងការវិភាគវិសាលគម

នៅឆ្នាំ 1666 លោក Isaac Newton ដោយបានទាក់ទាញចំណាប់អារម្មណ៍ទៅលើពណ៌ iridescent នៃរូបភាពនៃផ្កាយនៅក្នុងកែវយឹតមួយ បានបង្កើតការពិសោធន៍ជាលទ្ធផលដែលគាត់បានរកឃើញការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃពន្លឺ ហើយបានបង្កើតឧបករណ៍ថ្មីមួយគឺ spectroscope ។ ញូតុន​បាន​ដឹកនាំ​ធ្នឹម​ពន្លឺ​នៅ​ព្រីស ហើយ​បន្ទាប់​មក​ដើម្បី​ទទួល​បាន​ក្រុម​ដែល​ឆ្អែត​ជាង​នេះ គាត់​បាន​ជំនួស​រន្ធ​មូល​ដោយ​ស្នាម​កាត់។ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយគឺជាការពឹងផ្អែកនៃសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃសារធាតុមួយនៅលើ រលកពន្លឺ។ ដោយសារតែការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ ពន្លឺពណ៌សនឹងរលាយទៅជាវិសាលគម នៅពេលដែលឆ្លងកាត់កញ្ចក់កញ្ចក់។ ដូច្នេះវិសាលគមបែបនេះត្រូវបានគេហៅថាបែកខ្ញែក។

វិទ្យុសកម្មនៃរាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង ឆ្លងកាត់ពពកម៉ូលេគុល ទទួលបានបន្ទាត់ស្រូបយកជាមួយនឹងវិសាលគមរបស់វា។ វិសាលគមនៃការបំភាយឧស្ម័នក៏អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅជិតពពកផងដែរ។ ការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចទៅជារលកចម្ងាយដើម្បីសិក្សាពួកវាត្រូវបានគេហៅថា spectroscopy ។ ការវិភាគវិសាលគមគឺជាវិធីសាស្រ្តចម្បងសម្រាប់សិក្សាវត្ថុតារាសាស្ត្រដែលប្រើក្នុងរូបវិទ្យាតារាសាស្ត្រ។

វិសាលគមដែលបានសង្កេតត្រូវបានបែងចែកជាបីថ្នាក់៖

វិសាលគមនៃការបំភាយតាមបន្ទាត់។ ឧស្ម័នកម្រដែលគេឱ្យឈ្មោះថា បញ្ចេញខ្សែបញ្ចេញពន្លឺភ្លឺ។

វិសាលគមបន្ត។ វិសាលគមបែបនេះត្រូវបានផ្តល់ដោយអង្គធាតុរាវ អង្គធាតុរាវ ឬឧស្ម័នស្រអាប់ក្រាស់នៅក្នុងស្ថានភាពក្តៅ។ ប្រវែងរលកដែលវិទ្យុសកម្មអតិបរមាធ្លាក់អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព;

វិសាលគមស្រូបយកបន្ទាត់។ បន្ទាត់ស្រូបយកងងឹតអាចមើលឃើញទល់នឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃវិសាលគមបន្ត។ ខ្សែស្រូបទាញបង្កើតនៅពេលដែលវិទ្យុសកម្មចេញពីរាងកាយដែលក្តៅជាង វិសាលគមបន្តដំណើរឆ្លងកាត់មជ្ឈដ្ឋានដែលកម្រ។

ការសិក្សាអំពីវិសាលគមផ្តល់នូវព័ត៌មានអំពីសីតុណ្ហភាព ល្បឿន សម្ពាធ សមាសធាតុគីមី និងលក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ៗផ្សេងទៀតនៃវត្ថុតារាសាស្ត្រ។ ប្រវត្តិសាស្រ្តនៃការវិភាគវិសាលគមបានចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1802 នៅពេលដែលជនជាតិអង់គ្លេស Wollanston ដែលសង្កេតមើលវិសាលគមនៃព្រះអាទិត្យដំបូងគេបានឃើញបន្ទាត់ស្រូបយកងងឹត។ គាត់​មិន​អាច​ពន្យល់​ពួកគេ​បាន ហើយ​មិន​បាន​ផ្តល់​សារៈសំខាន់​ខ្លាំង​ដល់​ការ​រក​ឃើញ​របស់​គាត់​ទេ។

នៅឆ្នាំ 1814 រូបវិទូជនជាតិអាឡឺម៉ង់ Fraunhofer បានរកឃើញខ្សែស្រូបងងឹតម្តងទៀតនៅក្នុងវិសាលគមព្រះអាទិត្យ ហើយអាចពន្យល់បានយ៉ាងត្រឹមត្រូវនូវរូបរាងរបស់វា។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមកពួកគេត្រូវបានគេហៅថាបន្ទាត់ Fraunhofer ។ នៅឆ្នាំ 1868 ខ្សែនៃធាតុមិនស្គាល់មួយហៅថា អេលីយ៉ូម (ហេលីយ៉ូសភាសាក្រិច "ព្រះអាទិត្យ") ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងវិសាលគមនៃព្រះអាទិត្យ។ បន្ទាប់ពីរយៈពេល 27 ឆ្នាំ បរិមាណឧស្ម័ននេះតិចតួចក៏ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងបរិយាកាសផែនដីផងដែរ។ សព្វ​ថ្ងៃ​នេះ យើង​ដឹង​ហើយ​ថា អេលីយ៉ូម ជា​ធាតុ​មាន​ច្រើន​បំផុត​ទីពីរ​ក្នុង​សកលលោក។ នៅឆ្នាំ 1918-1924 កាតាឡុករបស់ Henry Draper ត្រូវបានបោះពុម្ពដោយមានការចាត់ថ្នាក់នៃផ្កាយចំនួន 225,330 ។ កាតាឡុកនេះបានក្លាយជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ចំណាត់ថ្នាក់ផ្កាយរបស់សាកលវិទ្យាល័យហាវ៉ាដ។ នៅក្នុងវិសាលគមនៃវត្ថុតារាសាស្ត្រភាគច្រើន ខ្សែអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដែលលេចឡើងក្នុងអំឡុងពេលការផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថាមពលដំបូង។ នេះគឺជាស៊េរី Lyman សង្កេតឃើញនៅក្នុង ultraviolet; បន្ទាត់នីមួយៗនៃស៊េរីត្រូវបានកំណត់ Lα (λ = 121.6 nm), Lβ (λ = 102.6 nm), Lγ (λ = 97.2 nm) និងដូច្នេះនៅលើ។ ខ្សែអ៊ីដ្រូសែននៃស៊េរី Balmer ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគម។ ទាំងនេះគឺជាខ្សែ Hα (λ = 656.3 nm) ក្រហម Hβ (λ = 486.1 nm) ពណ៌ខៀវ Hγ (λ = 434.0 nm) ពណ៌ខៀវ និង Hδ (λ = 410.2 nm) ខ្សែពណ៌ស្វាយ។ ខ្សែអ៊ីដ្រូសែនក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញផងដែរនៅក្នុងផ្នែកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃវិសាលគម - ខ្សែ Paschen, តង្កៀបនិងស៊េរីឆ្ងាយផ្សេងទៀត។

ស៊េរី Spectral នៅក្នុងវិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែន

ផ្កាយស្ទើរតែទាំងអស់មានបន្ទាត់ស្រូបយកនៅក្នុងវិសាលគមរបស់វា។ ខ្សែអេលីយ៉ូមខ្លាំងបំផុតមានទីតាំងនៅផ្នែកពណ៌លឿងនៃវិសាលគម: D3 (λ = 587.6 nm) ។ នៅក្នុងវិសាលគមនៃផ្កាយដូចជាព្រះអាទិត្យ ខ្សែសូដ្យូមក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញផងដែរ៖ D1 (λ = 589.6 nm) និង D2 (λ = 589.0 nm) ខ្សែនៃកាល់ស្យូមអ៊ីយ៉ូដ៖ H (λ = 396.8 nm) និង K (λ = 393, 4 nm) ។ Photopheres នៃផ្កាយផ្តល់នូវវិសាលគមបន្ត ដែលឆ្លងកាត់ដោយបន្ទាត់ងងឹតនីមួយៗ ដែលកើតឡើងនៅពេលដែលវិទ្យុសកម្មឆ្លងកាត់ស្រទាប់ត្រជាក់នៃបរិយាកាសរបស់ផ្កាយ។ ពីវិសាលគមស្រូបយក (ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត ពីវត្តមាននៃបន្ទាត់ជាក់លាក់នៅក្នុងវិសាលគម) មនុស្សម្នាក់អាចវិនិច្ឆ័យសមាសធាតុគីមីនៃបរិយាកាសរបស់ផ្កាយ។ បន្ទាត់ភ្លឺនៅក្នុងវិសាលគមបង្ហាញថាផ្កាយត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយសំបកពង្រីកនៃឧស្ម័នក្តៅ។ ផ្កាយក្រហមដែលមានសីតុណ្ហភាពទាបនៅក្នុងវិសាលគមបង្ហាញពីក្រុមធំនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីដទីតាញ៉ូមអុកស៊ីដ។ ឧស្ម័នអន្តរផ្កាយ អ៊ីយ៉ូដ ដែលត្រូវបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ផ្តល់នូវការបំភាយជាអតិបរមានៅក្នុងតំបន់អ៊ុលត្រាវីយូឡេ។ វិសាលគមមិនធម្មតាផ្តល់ឱ្យមនុស្សតឿពណ៌ស។ ពួកវាមានបន្ទាត់ស្រូបយកច្រើនដងធំជាងផ្កាយធម្មតា និងមានខ្សែអ៊ីដ្រូសែនដែលផ្កាយធម្មតាមិនមាននៅសីតុណ្ហភាពបែបនេះ។ នេះគឺដោយសារតែសម្ពាធខ្ពស់នៅក្នុងបរិយាកាសនៃមនុស្សតឿពណ៌ស។

ប្រភេទនៃវិសាលគម

សមាសភាពវិសាលគមនៃវិទ្យុសកម្មនៃសារធាតុផ្សេងៗមានភាពចម្រុះណាស់។ ប៉ុន្តែទោះបីជាយ៉ាងនេះក៏ដោយ វិសាលគមទាំងអស់ ដូចដែលបទពិសោធន៍បានបង្ហាញ អាចត្រូវបានបែងចែកជាបីប្រភេទដែលខុសគ្នាខ្លាំងពីគ្នាទៅវិញទៅមក។

វិសាលគមបន្ត។

វិសាលគមពន្លឺព្រះអាទិត្យ ឬវិសាលគមពន្លឺធ្នូគឺបន្ត។ នេះមានន័យថាវិសាលគមមានរលកនៃប្រវែងរលកទាំងអស់។ មិនមានការជាប់គាំងនៅក្នុងវិសាលគមទេ ហើយអ្នកអាចមើលឃើញក្រុមពហុពណ៌ជាបន្តបន្ទាប់នៅលើអេក្រង់ spectrograph ។

ការចែកចាយប្រេកង់នៃថាមពល ពោលគឺ ដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្ម គឺខុសគ្នាសម្រាប់រូបកាយផ្សេងៗគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ រាងកាយដែលមានផ្ទៃខ្មៅខ្លាំងបញ្ចេញរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកគ្រប់ប្រេកង់ ប៉ុន្តែការពឹងផ្អែកនៃដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មលើប្រេកង់មានអតិបរមានៅប្រេកង់ជាក់លាក់មួយ។ ថាមពលវិទ្យុសកម្មដែលបណ្តាលមកពីប្រេកង់តូច និងខ្ពស់ខ្លាំងគឺមានការធ្វេសប្រហែស។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃវិទ្យុសកម្មផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរករលកខ្លី។

វិសាលគមបន្ត (ឬបន្ត) ដូចដែលបទពិសោធន៍បង្ហាញ ផ្តល់ឱ្យសាកសពដែលស្ថិតក្នុងសភាពរឹង ឬរាវ ក៏ដូចជាឧស្ម័នដែលបានបង្ហាប់ខ្លាំង។ ដើម្បីទទួលបានវិសាលគមបន្តអ្នកត្រូវកំដៅរាងកាយទៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។

ធម្មជាតិនៃវិសាលគមបន្ត និងការពិតនៃអត្ថិភាពរបស់វាត្រូវបានកំណត់មិនត្រឹមតែដោយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាតូមវិទ្យុសកម្មបុគ្គលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏អាស្រ័យទៅលើវិសាលភាពដ៏ធំនៃអន្តរកម្មនៃអាតូមជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមកផងដែរ។

វិសាលគមបន្តក៏ត្រូវបានផលិតដោយប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ផងដែរ។ រលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានបញ្ចេញដោយប្លាស្មាជាចម្បងនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងប៉ះទង្គិចជាមួយអ៊ីយ៉ុង។

វិសាលគមបន្ទាត់។

ចូរយើងណែនាំទៅក្នុងអណ្តាតភ្លើងស្លេកនៃឡដុតឧស្ម័នមួយដុំនៃអាបស្តូដែលត្រាំក្នុងដំណោះស្រាយនៃអំបិលតុធម្មតា។ នៅពេលសង្កេតមើលអណ្តាតភ្លើងតាមរយៈវិសាលគម ខ្សែពណ៌លឿងភ្លឺចាំងប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃវិសាលគមបន្តដែលអាចមើលឃើញនៃអណ្តាតភ្លើង។ ខ្សែពណ៌លឿងនេះត្រូវបានផ្តល់ដោយចំហាយសូដ្យូម ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលបំបែកម៉ូលេគុលសូដ្យូមក្លរួនៅក្នុងអណ្តាតភ្លើង។ វិសាលគម​ក៏​បង្ហាញ​ពី​បន្ទាត់​ពណ៌​នៃ​ពន្លឺ​ខុសៗ​គ្នា​ដែល​បំបែក​ដោយ​ក្រុម​ងងឹត​ធំទូលាយ។ វិសាលគមបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា line spectra ។ វត្តមាននៃវិសាលគមបន្ទាត់មានន័យថា សារធាតុបញ្ចេញពន្លឺត្រឹមតែរលកពន្លឺជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះ (ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត ក្នុងចន្លោះពេលវិសាលគមតូចចង្អៀតជាក់លាក់)។ បន្ទាត់នីមួយៗមានទទឹងកំណត់។

វិសាលគមបន្ទាត់ផ្តល់ឱ្យសារធាតុទាំងអស់នៅក្នុងស្ថានភាពអាតូមិចឧស្ម័ន (ប៉ុន្តែមិនមែនម៉ូលេគុល) ។ ក្នុងករណីនេះពន្លឺត្រូវបានបញ្ចេញដោយអាតូមដែលអនុវត្តមិនទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមក។ នេះ​ជា​ប្រភេទ​ទស្សនីយភាព​ដែល​មាន​លក្ខណៈ​ជា​មូលដ្ឋាន​បំផុត។

អាតូមដាច់ស្រយាលនៃធាតុគីមីដែលបានផ្តល់ឱ្យបញ្ចេញនូវប្រវែងរលកដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។

ជាធម្មតា ខ្សែបន្ទាត់ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយប្រើពន្លឺនៃចំហាយនៃសារធាតុនៅក្នុងអណ្តាតភ្លើង ឬពន្លឺនៃការបញ្ចេញឧស្ម័ននៅក្នុងបំពង់ដែលពោរពេញទៅដោយឧស្ម័នដែលកំពុងសិក្សា។

ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេនៃឧស្ម័នអាតូម ខ្សែវិសាលគមនីមួយៗពង្រីក ហើយទីបំផុតនៅដង់ស៊ីតេឧស្ម័នខ្ពស់ នៅពេលដែលអន្តរកម្មនៃអាតូមកាន់តែសំខាន់ បន្ទាត់ទាំងនេះត្រួតលើគ្នាបង្កើតជាវិសាលគមបន្ត។

វិសាលគមឆ្នូត។

វិសាលគមឆ្នូតមានក្រុមនីមួយៗបំបែកដោយចន្លោះងងឹត។ ដោយ​មាន​ជំនួយ​ពី​ឧបករណ៍​វិសាលគម​ដ៏​ល្អ​មួយ វា​អាច​ត្រូវ​បាន​រក​ឃើញ​ថា​ស៊ុម​នីមួយៗ​គឺ​ជា​បណ្តុំ​នៃ​ចំនួន​ដ៏ច្រើន​នៃ​បន្ទាត់​ដែល​មាន​គម្លាត​យ៉ាង​ជិត​ស្និទ្ធ។ ផ្ទុយ​ទៅ​នឹង​វិសាលគម​បន្ទាត់ វិសាលគម​ឆ្នូត​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង​មិន​មែន​ដោយ​អាតូម​ទេ ប៉ុន្តែ​ដោយ​ម៉ូលេគុល​ដែល​មិន​ត្រូវ​បាន​ភ្ជាប់ ឬ​ស្អិត​ជាប់​គ្នា​ខ្សោយ។

ដើម្បីសង្កេតមើលវិសាលគមម៉ូលេគុល ក៏ដូចជាដើម្បីសង្កេតមើលខ្សែបន្ទាត់ ជាធម្មតាគេប្រើពន្លឺនៃចំហាយនៅក្នុងអណ្តាតភ្លើង ឬពន្លឺនៃការបញ្ចេញឧស្ម័ន។

វិសាលគមស្រូបទាញ។

សារធាតុទាំងអស់ដែលអាតូមស្ថិតក្នុងស្ថានភាពរំភើបបញ្ចេញរលកពន្លឺ ថាមពលដែលត្រូវបានចែកចាយតាមវិធីជាក់លាក់មួយលើប្រវែងរលក។ ការស្រូបពន្លឺដោយសារធាតុមួយក៏អាស្រ័យលើប្រវែងរលកដែរ។ ដូច្នេះ កញ្ចក់ក្រហមបញ្ជូនរលកដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងពន្លឺក្រហម ហើយស្រូបចូលផ្សេងទៀត។

ប្រសិនបើពន្លឺពណ៌សត្រូវបានឆ្លងកាត់ឧស្ម័នត្រជាក់ និងមិនមានវិទ្យុសកម្ម នោះបន្ទាត់ងងឹតនឹងលេចឡើងប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃវិសាលគមបន្តនៃប្រភព។ ឧស្ម័នស្រូបយកយ៉ាងខ្លាំងបំផុតនូវពន្លឺនៃរលកពន្លឺទាំងនោះ ដែលវាបញ្ចេញនៅពេលវាក្តៅខ្លាំង។ បន្ទាត់ងងឹតប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃវិសាលគមបន្តគឺជាបន្ទាត់ស្រូបយកដែលរួមគ្នាបង្កើតជាវិសាលគមស្រូប។

មានការបំភាយជាបន្តបន្ទាប់ បន្ទាត់ និងឆ្នូត និងចំនួនដូចគ្នានៃប្រភេទនៃវិសាលគមស្រូប។

វាជាការសំខាន់ណាស់ដែលត្រូវដឹងពីអ្វីដែលសាកសពនៅជុំវិញយើងត្រូវបានបង្កើតឡើង។ វិធីសាស្រ្តជាច្រើនត្រូវបានគេរៀបចំដើម្បីកំណត់សមាសភាពរបស់វា។ ប៉ុន្តែសមាសភាពនៃផ្កាយ និងកាឡាក់ស៊ីអាចត្រូវបានគេដឹងបានតែដោយមានជំនួយពីការវិភាគវិសាលគមប៉ុណ្ណោះ។

Yavorsky B. អ្វីដែលវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនបានប្រាប់អំពី // Kvant ។ - 1991. - លេខ 3. - S. 44-47 ។

ដោយកិច្ចព្រមព្រៀងពិសេសជាមួយក្រុមប្រឹក្សាភិបាលវិចារណកថា និងអ្នកកែសម្រួលទិនានុប្បវត្តិ "Kvant"

ដូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ វិទ្យុសកម្មនៃអាតូមដាច់ស្រយាល ឧទាហរណ៍ អាតូមនៃឧស្ម័ន monatomic ឬចំហាយនៃលោហធាតុមួយចំនួនត្រូវបានសម្គាល់ដោយភាពសាមញ្ញបំផុត។ វិសាលគមបែបនេះគឺជាសំណុំនៃបន្ទាត់វិសាលគមដាច់ពីគ្នានៃអាំងតង់ស៊ីតេខុសៗគ្នាដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រវែងរលកខុសៗគ្នា។ ពួកគេត្រូវបានគេហៅថា line spectra ។

ជាមួយនឹងពន្លឺនៃឧស្ម័ន ឬចំហាយទឹក ម៉ូលេគុលដែលមានអាតូមជាច្រើន វិសាលគមឆ្នូតលេចឡើង - សំណុំនៃក្រុមនៃបន្ទាត់វិសាលគម។ ទីបំផុត វិទ្យុសកម្មដែលបញ្ចេញដោយអង្គធាតុរាវ និងអង្គធាតុរាវដែលគេឱ្យឈ្មោះថា មានវិសាលគមបន្តដែលផ្ទុកនូវរលកចម្ងាយដែលអាចកើតមានទាំងអស់។

បន្ថែមពីលើវិសាលគមនៃការបំភាយ ក៏មានវិសាលគមស្រូបទាញផងដែរ។ ជាឧទាហរណ៍ ចូរយើងឆ្លងកាត់ពន្លឺពីប្រភពវិសាលគមបន្តតាមរយៈចំហាយសូដ្យូម។ បន្ទាប់មកនៅក្នុងតំបន់ពណ៌លឿងនៃវិសាលគមបន្តមានបន្ទាត់ងងឹតពីរលេចឡើង - បន្ទាត់នៃវិសាលគមស្រូបយកសូដ្យូម។ ទ្រព្យសម្បត្តិនៃការបញ្ច្រាសនៃបន្ទាត់វិសាលគមគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់: អាតូមស្រូបយកពន្លឺដែលមានខ្សែវិសាលគមទាំងនោះដែលអាតូមដូចគ្នាទាំងនេះបញ្ចេញ។ វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ថាអាតូមនៃធាតុគីមីនីមួយៗបង្កើតវិសាលគមបន្ទាត់ដោយមានតែការរួមបញ្ចូលរបស់វាផ្ទាល់នៃបន្ទាត់វិសាលគមដែលមានទីតាំងនៅកន្លែងផ្សេងៗគ្នានៅលើមាត្រដ្ឋានរលកអេឡិចត្រូ - ទាំងនៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញរបស់វានិងនៅក្នុងតំបន់ជិតខាងអ៊ុលត្រាវីយូឡេនិងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដដែលមើលមិនឃើញ។ ដូចគ្នានឹងមិនមានមនុស្សពីរនាក់នៅលើផែនដីដែលមានមុខដូចគ្នានោះទេ នៅក្នុងធម្មជាតិមិនមានធាតុគីមីពីរដែលអាតូមនឹងមានវិសាលគមដូចគ្នានោះទេ។

វាប្រែថា line spectra គឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងឥរិយាបទនៃ valence electrons នៃអាតូមមួយ។ ការពិតគឺថាអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមានទីតាំងនៅជុំវិញស្នូលក្នុងស្រទាប់ ឬសែល ដែលអេឡិចត្រុងមានថាមពលខុសៗគ្នា។ លើសពីនេះទៀតសំបកផ្សេងគ្នាមិនមានចំនួនអេឡិចត្រុងដូចគ្នាទេ។ នៅឆ្ងាយបំផុតពីស្នូលដែលហៅថាសំបកថាមពលខាងក្រៅ អាតូមផ្សេងគ្នាមានចំនួនអេឡិចត្រុងផ្សេងគ្នា - ពីមួយទៅប្រាំបី។ ឧទាហរណ៍ អាតូមសូដ្យូមមានអេឡិចត្រុងតែមួយនៅក្នុងសំបកខាងក្រៅរបស់វា អាតូមកាបូនមួយមានអេឡិចត្រុង "ខាងក្រៅ" បួន ហើយក្លរីនមានប្រាំពីរ។ អ្នកគីមីវិទ្យាហៅ valence អេឡិចត្រុងខាងក្រៅ - ពួកគេកំណត់ valence នៃអាតូម ពោលគឺសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការចូលទៅក្នុងសមាសធាតុគីមីជាមួយអាតូមផ្សេងទៀត។ អ្នករូបវិទ្យាហៅអេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃអាតូមអុបទិក - អេឡិចត្រុងទាំងនេះកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកទាំងអស់នៃអាតូម ហើយជាដំបូង វិសាលគមរបស់វា។

បន្ទាត់ Balyner នៅក្នុងវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន

អាតូមអ៊ីដ្រូសែន គឺជាអាតូមសាមញ្ញបំផុត វាមានប្រូតុង (នុយក្លេអ៊ែ) និងអេឡិចត្រុងតែមួយ។ ដូច្នេះវិសាលគមបន្ទាត់នៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនក៏សាមញ្ញបំផុតដែរ។ វាគឺមកពីការសិក្សាអំពីវិសាលគមនេះ ដែលទ្រឹស្តី spectroscopy ការសិក្សាអំពីវិសាលគមនៃអាតូម ម៉ូលេគុល និងសារធាតុនៅក្នុងរដ្ឋផ្សេងៗនៃការប្រមូលផ្តុំបានចាប់ផ្តើមដំណើររបស់វា។

ជាលើកដំបូង បន្ទាត់នៅក្នុងវិសាលគមនៃអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ និងពិពណ៌នាយ៉ាងលម្អិតដោយរូបវិទូជនជាតិអាល្លឺម៉ង់ I. Fraunhofer ។ ទាំងនេះគឺជាខ្សែស្រូបងងឹត Fraunhofer ដ៏ល្បីល្បាញនាពេលបច្ចុប្បន្ននៅក្នុងវិសាលគមព្រះអាទិត្យ។ ពួកវាកើតឡើងនៅពេលដែលកាំរស្មីព្រះអាទិត្យឆ្លងកាត់ឧស្ម័នជុំវិញក្រូម៉ូសូមរបស់វា។ ដំបូង Fraunhofer បានរកឃើញតែ 4 បន្ទាត់ដែលក្រោយមកត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាបន្ទាត់ ហ α , ហ β , ហγ និង ហ δ .

នៅឆ្នាំ 1885 លោក I. Balmer ជាគ្រូបង្រៀនរូបវិទ្យានៅអនុវិទ្យាល័យមួយក្នុងទីក្រុង Basel (ប្រទេសស្វីស) បានវិភាគដោយប្រុងប្រយ័ត្ននូវរូបថតដែលថតដោយ Fraunhofer និងអ្នកដើរតាមរបស់គាត់ ហើយបានកត់សម្គាល់ដូចខាងក្រោម។ ប្រសិនបើអ្នកបញ្ចូលលេខមួយចំនួន (ដូចដែល Balmer បានហៅវាថា លេខសំខាន់) kបន្ទាប់មកប្រវែងរលកនៃបន្ទាត់ ហ α , ហ β , ហγ និង ហδ អាចត្រូវបានបង្ហាញតាមវិធីនេះ៖

\(~\begin(ម៉ាទ្រីស) \lambda_(H_(\alpha)) = \dfrac 95 k \\ \lambda_(H_(\beta)) = \dfrac 43 k \\ \lambda_(H_(\gamma)) = \dfrac(25)(21)k \\ \lambda_(H_(\delta)) = \dfrac 98 k\end(ម៉ាទ្រីស)\) ។

គុណនឹង 4 ភាគយក និងភាគបែងក្នុងប្រភាគ \(~\dfrac 43\) និង \(~\dfrac 98\) Balmer ទទួលបានគំរូដ៏អស្ចារ្យមួយ៖ លេខភាគក្នុងកន្សោមសម្រាប់រលកប្រវែងនៃបន្ទាត់ទាំងអស់អាចត្រូវបានតំណាងជា លំដាប់នៃលេខការ៉េ -

\(~3^2, 4^2, 5^2, 6^2\) ,

និងភាគបែង - ជាលំដាប់នៃភាពខុសគ្នានៃការ៉េ -

\(~3^2 - 2^2, 4^2 - 2^2, 5^2 - 2^2, 6^2 - 2^2\) .

ដូច្នេះ Balmer បានគ្រប់គ្រងដើម្បីសរសេររូបមន្តមួយសម្រាប់ប្រវែងរលកនៃបួនបន្ទាត់:

\(~\lambda = k \dfrac(n^2)(n^2 - 2^2)\) ។

កន្លែងណា ន= 3, 4, 5 និង 6 រៀងគ្នាសម្រាប់បន្ទាត់ ហ α , ហ β , ហγ និង ហδ ប្រសិនបើ ក λ វាស់ជា angstroms (1 A \u003d 10 -10 m) បន្ទាប់មកលេខ kយោងតាមលោក Balmer វាប្រែថាស្មើនឹង 3645 A ។

បន្ទាត់ផ្សេងទៀតត្រូវបានគេរកឃើញក្នុងពេលឆាប់ៗនេះនៅក្នុងវិសាលគមស្រូបអ៊ីដ្រូសែន (ប្រហែល 30 បន្ទាត់ឥឡូវនេះត្រូវបានគេស្គាល់តែនៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគម) ហើយប្រវែងរលករបស់ពួកគេក៏ "សម" ទៅក្នុងរូបមន្ត Balmer ផងដែរ។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការទទួលបាននេះអាចត្រូវបានវិនិច្ឆ័យពីតារាងដែលបង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការសង្កេតនិងការគណនានៃប្រវែងរលក (ជា angstroms) នៃប្រាំពីរជួរដំបូងដែលលេខ នការផ្លាស់ប្តូរពី 3 ទៅ 9:

តួលេខទាំងនេះបង្ហាញថាការគណនានៅក្នុង spectroscopy ត្រូវបានធ្វើឡើងជាមួយនឹងភាពជាក់លាក់មិនធម្មតា។ មុនពេលការមកដល់នៃការគណនា spectroscopic វាត្រូវបានគេជឿថាការគណនានៅក្នុងតារាសាស្ត្រមានភាពត្រឹមត្រូវបំផុត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាបានប្រែក្លាយថាភាពត្រឹមត្រូវនៃការគណនានៅក្នុង spectroscopy មិនត្រឹមតែមិនទាបជាងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែនៅក្នុងករណីមួយចំនួន w លើសពីភាពត្រឹមត្រូវនៃតារាសាស្ត្រ។

Balmer សង្ឃឹមថា វិសាលគមនៃអាតូមផ្សេងទៀត ដែលស្មុគស្មាញជាងអ៊ីដ្រូសែន ក៏អាចត្រូវបានពិពណ៌នាដោយរូបមន្តស្រដៀងនឹងអ្វីដែលគាត់បានរកឃើញដែរ។ តាមគំនិតរបស់គាត់ការស្វែងរក "លេខមូលដ្ឋាន" សម្រាប់អាតូមនៃធាតុផ្សេងទៀតនឹងក្លាយជាកិច្ចការដ៏លំបាកបំផុត។ ជាសំណាងល្អសម្រាប់រូបវិទ្យាអាតូមិកទាំងអស់ និងជាពិសេសសម្រាប់ spectroscopy Balmer គឺខុស។ តម្លៃ kបានបញ្ចូលរូបមន្តវិសាលគមសម្រាប់វិទ្យុសកម្មនៃអាតូមនៃធាតុគីមីទាំងអស់ 1 [ទោះបីជារូបមន្តខ្លួនឯងខុសគ្នាពី Balmer មួយដោយចំនួននៃការកែតម្រូវក៏ដោយ) ។

Rydberg ថេរ។ វិសាលគមពេញលេញនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន

នៅឆ្នាំ 1890 រូបវិទូជនជាតិស៊ុយអែត Rydberg បានសរសេររូបមន្ត Balmer ក្នុងទម្រង់ "ដាក់បញ្ច្រាស" សម្រាប់បរិមាណ \(~N = \dfrac(1)(\lambda)\) ។ វាត្រូវបានគេហៅថាលេខរលក ហើយបង្ហាញថាតើចំនួនរលកក្នុងចន្លោះប្រហោងត្រូវនឹងប្រវែងឯកតា។ លេខរលកគឺងាយស្រួលទាក់ទងជាមួយប្រេកង់នៃពន្លឺ។ ν :

\(~\nu = \dfrac(c)(\lambda)=cN\),

កន្លែងណា គគឺជាល្បឿននៃពន្លឺ។ នៅក្នុង spectroscopy មនុស្សម្នាក់តែងតែដោះស្រាយជាមួយលេខរលក មិនមែនប្រេកង់ទេ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថា ប្រវែងរលក ហើយហេតុដូច្នេះហើយ លេខរលក អាចត្រូវបានកំណត់ជាក់ស្តែងជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវច្រើនជាងប្រេកង់។ (ចំណាំថាពេលខ្លះលេខរលកត្រូវបានតាងដោយអក្សរដូចគ្នា។ ν ដែលជាប្រេកង់លំយោល។ ពិត ជាធម្មតាវាច្បាស់ណាស់ពីបរិបទនូវអ្វីដែលកំពុងនិយាយ ប៉ុន្តែពេលខ្លះវាបង្ហាញពីការភ័ន្តច្រឡំដែលមិនចាំបាច់។ )

"បញ្ច្រាស" រូបមន្ត Balmer យើងទទួលបានសម្រាប់លេខរលក

\(~N = \dfrac(1)(\lambda) = \dfrac(1)(k) \dfrac(n^2 - 4)(n^2) = \dfrac(4)(k) \left(\ dfrac(1)(2^2) - \dfrac(1)(n^2) \\right)\) ។

កំណត់តម្លៃថេរ \(~\dfrac(4)(k)\) ដោយ រ(អក្សរទីមួយនៅក្នុងនាមត្រកូលរបស់ Rydberg) ។ បន្ទាប់មកទីបំផុតរូបមន្ត Balmer អាចត្រូវបានសរសេរក្នុងទម្រង់ដែលវាត្រូវបានគេប្រើជាធម្មតា:

\(~N = R \left(\dfrac(1)(2^2) - \dfrac(1)(n^2) \right)\) ដែលជាកន្លែងដែល ន = 3, 4, 5, 6 ,…

រូបមន្តរបស់ Balmer បង្ហាញថាជាមួយនឹងចំនួនកើនឡើង នលេខរលកនៃបន្ទាត់វិសាលគម "ជិតខាង" មានតម្លៃជិតស្និទ្ធកាន់តែខ្លាំងឡើង (ភាពខុសគ្នារវាងពួកវាថយចុះ) - បន្ទាត់វិសាលគមបញ្ចូលគ្នា។ ខ្សែវិសាលគមទាំងអស់ដែលលេខរលកត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត Balmer បង្កើតជាស៊េរីវិសាលគម Balmer ។ ចំនួនដ៏ធំបំផុតនៃខ្សែវិសាលគមនៃស៊េរី Balmer (37 បន្ទាត់) ត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងវិសាលគមនៃក្រូម៉ូសូមព្រះអាទិត្យ និងលេចធ្លោ (ពពកនៃឧស្ម័នក្តៅដែលបង្កើតឡើងនៅលើព្រះអាទិត្យ ហើយបានបញ្ចេញចេញពីវា)។ ថេរ Rydberg ត្រូវបានវាស់វែងជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវដ៏អស្ចារ្យនៅលើបន្ទាត់នៃស៊េរី Balmer ។ នាងស្មើគ្នា រ= 109677.581 សង់ទីម៉ែត្រ -1 ។

ភាពចៃដន្យដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលនៃលទ្ធផលនៃការវាស់ប្រវែងរលកនៃវិសាលគមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគមជាមួយនឹងការគណនាដោយប្រើរូបមន្ត Balmer បានជំរុញឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវសិក្សាអំពីវិសាលគមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងតំបន់ផ្សេងទៀត។ ការស្វែងរកទាំងនេះបានជោគជ័យ។ បន្ថែមពីលើស៊េរី Balmer ស៊េរីផ្សេងទៀតត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ហើយពួកវាទាំងអស់ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយរូបមន្តវិសាលគមស្រដៀងនឹងរូបមន្ត Balmer ។

ដូច្នេះនៅក្នុងផ្នែកឆ្ងាយនៃកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៃវិសាលគម - នៅក្នុងតំបន់នៃប្រវែងរលក ~ 1200 A និងតិចជាង - Lyman បានរកឃើញស៊េរីនៃបន្ទាត់ដែលឥឡូវនេះហៅថាស៊េរី Lyman:

\(~N = R \left(\dfrac(1)(1^2) - \dfrac(1)(n^2) \right)\) ដែលជាកន្លែងដែល ន = 2, 3, 4, …

នៅក្នុងផ្នែកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃវិសាលគម ខ្សែវិសាលគមចំនួនបីត្រូវបានគេរកឃើញ៖ នៅក្នុងជួររលកពី 10,000 ទៅ 20,000 A - ស៊េរី Paschen ដែលពិពណ៌នាដោយរូបមន្ត

\(~N = R \left(\dfrac(1)(3^2) - \dfrac(1)(n^2) \right)\) ដែលជាកន្លែងដែល ន = 4, 5, 6, …

នៅក្នុងតំបន់នៃរលកចម្ងាយជិត 40,000 A ស៊េរី Brackett

\(~N = R \left(\dfrac(1)(4^2) - \dfrac(1)(n^2) \right)\) ដែលជាកន្លែងដែល ន = 5, 6, …

ទីបំផុតនៅក្នុងតំបន់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដឆ្ងាយជិត 75,000 A - ស៊េរី Pfund

\(~N = R \left(\dfrac(1)(5^2) - \dfrac(1)(n^2) \right)\) ដែលជាកន្លែងដែល ន = 6, 7, …

ដូច្នេះ ខ្សែវិសាលគមទាំងអស់ដែលមាននៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងផ្នែកផ្សេងៗនៃវិសាលគមអាចត្រូវបានគ្របដណ្តប់ដោយរូបមន្តទូទៅមួយ - រូបមន្ត Balmer - Rydberg

\(~N = R \left(\dfrac(1)(m^2) - \dfrac(1)(n^2) \right)\) ។

នៅក្នុងរូបមន្តនេះ សម្រាប់ស៊េរីនៃបន្ទាត់នីមួយៗ លេខ មមានតម្លៃថេរពី ១ ដល់ ៥៖ ម=1, 2, 3, 4, 5 ហើយនៅក្នុងស៊េរីនេះលេខ នទទួលយកស៊េរីនៃការបង្កើនតម្លៃលេខ ដោយចាប់ផ្តើមពី ម + 1.

កម្មវត្ថុ:

1. រុករកផ្នែកដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន.

2. កំណត់ថេរ Rydberg និងថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន.

បទប្បញ្ញត្តិទ្រឹស្តីសំខាន់នៃការងារ.

ច្បាប់នៃរូបវិទ្យាបុរាណពិពណ៌នាអំពីដំណើរការបន្ត។ អាតូមដែលមានស្នូល និងអេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានជុំវិញវា យោងទៅតាមច្បាប់ទាំងនេះនឹងស្ថិតក្នុងលំនឹងលុះត្រាតែអេឡិចត្រុងបន្តផ្លាស់ទីជុំវិញស្នូលក្នុងគន្លងជាក់លាក់។ ប៉ុន្តែតាមទស្សនៈនៃអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណ អេឡិចត្រុងដែលធ្វើចលនាដោយការបង្កើនល្បឿនបញ្ចេញរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច ដែលជាលទ្ធផលដែលពួកគេបាត់បង់ថាមពល និងធ្លាក់លើស្នូលបន្តិចម្តងៗ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ ប្រេកង់បដិវត្តន៍អេឡិចត្រុងផ្លាស់ប្តូរជាបន្តបន្ទាប់ ហើយវិសាលគមនៃការបំភាយអាតូមត្រូវតែបន្ត។ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងប៉ះស្នូល នោះអាតូមនឹងលែងមាន។

តាម​រយៈ​ការ​គណនា​សាមញ្ញ គេ​អាច​ធ្វើ​ឱ្យ​ប្រាកដ​ថា​ចន្លោះ​ពេល​បន្ទាប់​ពី​អេឡិចត្រុង​ធ្លាក់​លើ​ស្នូល​គឺ ១០-១១ វិ។ ការពិសោធន៍បង្ហាញថា វិសាលគមអាតូមិក មានបន្ទាត់នីមួយៗ ឬក្រុមនៃបន្ទាត់។ ទាំងអស់នេះបង្ហាញថាដំណើរការដែលមីក្រូវត្ថុពាក់ព័ន្ធត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពមិនដំណើរការ (ភាពមិនច្បាស់លាស់) ហើយវិធីសាស្រ្តនៃរូបវិទ្យាបុរាណដែលនិយាយជាទូទៅគឺមិនអាចអនុវត្តបានចំពោះការពិពណ៌នានៃចលនាខាងក្នុងអាតូមិចនោះទេ។

នៅឆ្នាំ 1913 N. Bohr បានគ្រប់គ្រងបង្កើតទ្រឹស្ដីស្របដែលពន្យល់ដោយជោគជ័យនូវរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ Bohr បានពង្រីក Postulate នៃ M. Planck (1900) លើអត្ថិភាពនៃស្ថានភាពស្ថេរភាពនៃលំយោល (ដែលជាតម្រូវការជាមុនចាំបាច់សម្រាប់ការទទួលបានរូបមន្តត្រឹមត្រូវសម្រាប់វិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅ) ទៅកាន់ប្រព័ន្ធអាតូមិកណាមួយ។ ទ្រឹស្ដីរបស់ Bohr គឺផ្អែកលើ postulates ពីរ៖

1. ប្រព័ន្ធអាតូម និងអាតូមអាចស្នាក់នៅក្នុងរយៈពេលយូរបានតែនៅក្នុងស្ថានភាព (ស្ថានី) ជាក់លាក់ ដែលក្នុងនោះ ទោះបីជាមានចលនានៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកកើតឡើងនៅក្នុងពួកវាក៏ដោយ ពួកវាមិនបញ្ចេញ ឬស្រូបយកថាមពលឡើយ។ នៅក្នុងរដ្ឋទាំងនេះ ប្រព័ន្ធអាតូមិកមានថាមពលដែលបង្កើតជាស៊េរីដាច់ពីគ្នា៖ E 1 , E 2 , … , E n ។ រដ្ឋទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយស្ថេរភាពរបស់ពួកគេ: ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលណាមួយដែលជាលទ្ធផលនៃការស្រូបយកឬការបញ្ចេញវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចឬជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចអាចកើតឡើងតែជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរពេញលេញ (លោត) ពីរដ្ឋមួយទៅរដ្ឋមួយទៀត។

2. ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរពីរដ្ឋមួយទៅរដ្ឋមួយទៀត អាតូមបញ្ចេញ (ឬស្រូប) វិទ្យុសកម្មនៃប្រេកង់ដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ វិទ្យុសកម្មដែលបញ្ចេញ (ឬស្រូបយក) កំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរពីរដ្ឋដែលមានថាមពល E m ទៅជារដ្ឋ E n គឺ monochromatic ហើយប្រេកង់របស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខខណ្ឌ

postulates ទាំងពីរផ្ទុយនឹងតម្រូវការនៃអេឡិចត្រូឌីណាមិកបុរាណ។ postulate ទី 1 ចែងថាអាតូមមិនបញ្ចេញកាំរស្មីទេទោះបីជាអេឡិចត្រុងដែលបង្កើតវាធ្វើឱ្យមានចលនាបង្កើនល្បឿន (ចរាចរក្នុងគន្លងបិទ) ។ យោងទៅតាម postulate ទី 2 ប្រេកង់បញ្ចេញមិនមានអ្វីដែលត្រូវធ្វើជាមួយប្រេកង់នៃចលនាតាមកាលកំណត់នៃអេឡិចត្រុង។

វិសាលគមនៃការបំភាយនៃសារធាតុគឺជាលក្ខណៈសំខាន់របស់វា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបង្កើតសមាសភាពរបស់វា លក្ខណៈមួយចំនួននៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា លក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាតូម និងម៉ូលេគុល។

អាតូមឧស្ម័នបញ្ចេញវិសាលគមបន្ទាត់ដែលមានក្រុមនៃបន្ទាត់វិសាលគមបុគ្គលដែលហៅថា ស៊េរី spectral. វិសាលគមសាមញ្ញបំផុតគឺអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ រួចហើយនៅក្នុងឆ្នាំ 1885 លោក Balmer បានបង្ហាញថា ប្រវែងរលកនៃបន្ទាត់ទាំងបួនដែលស្ថិតនៅក្នុងផ្នែកដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគមអាចត្រូវបានតំណាងយ៉ាងត្រឹមត្រូវដោយរូបមន្តជាក់ស្តែង។

ដែល n = 3, 4, 5, 6,…, V គឺជាថេរជាក់ស្តែង។

ភាពទៀងទាត់ដែលបង្ហាញដោយរូបមន្តនេះក្លាយជាភស្តុតាងជាពិសេសប្រសិនបើវាត្រូវបានបង្ហាញជាទម្រង់ដែលវាត្រូវបានគេប្រើជាធម្មតានៅពេលបច្ចុប្បន្ន៖

បរិមាណជួនកាលត្រូវបានសម្គាល់ដោយ និងហៅ លេខរលក spectroscopic ។ថេរត្រូវបានគេហៅថា Rydberg ថេរ។ដូច្នេះហើយ ទីបំផុតយើងទទួលបាន

នៅពេលដែលចំនួនបន្ទាត់ n កើនឡើង អាំងតង់ស៊ីតេនៃបន្ទាត់ថយចុះ។ ភាពខុសគ្នារវាងលេខរលកនៃបន្ទាត់ជាប់គ្នាក៏ថយចុះដែរ។ សម្រាប់ n = ∞ តម្លៃថេរ = ត្រូវបានទទួល។ ប្រសិនបើយើងតំណាងឱ្យតាមគ្រោងការណ៍នៃទីតាំងនៃបន្ទាត់វិសាលគមដែលកំណត់ដោយ (4) ហើយពណ៌នាអំពីអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វាតាមលក្ខខណ្ឌតាមប្រវែងនៃបន្ទាត់ នោះយើងទទួលបានរូបភាពដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។

សំណុំនៃបន្ទាត់វិសាលគមដែលបង្ហាញនៅក្នុងលំដាប់ និងការចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេរបស់ពួកគេ ភាពទៀងទាត់ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ត្រូវបានគេហៅថា ស៊េរី spectral. ប្រវែងរលកកំណត់ជុំវិញដែលបន្ទាត់ក្រាស់ដូច n → ∞ ត្រូវបានគេហៅថា ព្រំដែនស៊េរី។ស៊េរីដែលបានពិពណ៌នាដោយរូបមន្ត (4) ត្រូវបានគេហៅថាស៊េរី Balmer ។

រួមជាមួយនឹងស៊េរី Balmer ស៊េរីមួយចំនួនទៀតត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងវិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ដែលតំណាងដោយរូបមន្តស្រដៀងគ្នាទាំងស្រុង។

នៅក្នុងតំបន់អ៊ុលត្រាវីយូឡេស៊េរី Lyman ត្រូវបានរកឃើញ:

នៅក្នុងតំបន់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃវិសាលគមត្រូវបានរកឃើញ

ស៊េរី Paschen

ស៊េរីតង្កៀប

ស៊េរី Pfund

ស៊េរី Humphrey

ដូច្នេះ ស៊េរីអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលគេស្គាល់ទាំងអស់អាចត្រូវបានតំណាងដោយអ្វីដែលគេហៅថា ដោយរូបមន្ត Balmer ទូទៅ៖

ដែល m ក្នុងស៊េរីនីមួយៗមានតម្លៃថេរ ហើយ n គឺជាស៊េរីនៃតម្លៃចំនួនគត់ដែលចាប់ផ្តើមពី m+1 ។

ការស្វែងរកអត្ថន័យរូបវន្តនៃរូបមន្ត (១០) នាំទៅដល់ការបង្កើតទ្រឹស្ដីកង់ទិចនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ សមីការ Schrödinger សម្រាប់វាត្រូវបានសរសេរជា:

ដែល Ψ(r) គឺជាមុខងាររលកដែលពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម E គឺជាថាមពលសរុបរបស់អេឡិចត្រុង។

ដំណោះស្រាយនៃសមីការនេះគឺជាវិសាលគមនៃតម្លៃដែលអាចធ្វើបាននៃថាមពលសរុបនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន៖

យោងតាម ​​(1) ភាពញឹកញាប់នៃការផ្លាស់ប្តូររវាងរដ្ឋត្រូវបានកំណត់ដោយ

ម្យ៉ាងវិញទៀត យោងតាមរូបមន្តល្បី

ការរួមបញ្ចូលគ្នា (១២), (១៣) និង (១៤) យើងទទួលបាន៖

ស្របគ្នានឹងរូបមន្ត Balmer ទូទៅ។

តម្លៃទ្រឹស្តីនៃថេរ Rydberg (16) នៅតែខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីតម្លៃពិសោធន៍ដែលទទួលបានពីការវាស់វែង spectroscopic ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅពេលដែលទទួលបានរូបមន្ត (16) ការសន្មត់ពីរត្រូវបានធ្វើឡើង: ក) ម៉ាស់នៃស្នូលនៃអាតូមមួយគឺធំមិនចេះចប់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ាស់អេឡិចត្រុង (ដូច្នេះនិមិត្តសញ្ញា "∞" នៅក្នុងការរចនានៃ ថេរ) និង ខ) ស្នូលមិនមានចលនា។ ជាឧទាហរណ៍ សម្រាប់អាតូមអ៊ីដ្រូសែន ម៉ាស់នៃស្នូលគឺមានតែ 1836.1 ដងនៃម៉ាស់អេឡិចត្រុង។ គណនេយ្យសម្រាប់កាលៈទេសៈនេះនាំឱ្យមានរូបមន្តដូចខាងក្រោមៈ

ដែល M គឺជាម៉ាស់នៃស្នូលអាតូម។ នៅក្នុងការប៉ាន់ប្រមាណនេះ ថេរ Rydberg អាស្រ័យលើម៉ាស់នៃស្នូល ហើយដូច្នេះតម្លៃរបស់វាសម្រាប់អាតូមដូចអ៊ីដ្រូសែនខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក (រូបភាពទី 2) ។

Fig.2 Fig.3

ដើម្បីទទួលបានព័ត៌មានទាំងមូលអំពីអាតូម វាងាយស្រួលប្រើដ្យាក្រាមកម្រិតថាមពល (រូបភាពទី 3)។ បន្ទាត់ត្រង់ផ្ដេកត្រូវគ្នាទៅនឹងស្ថានភាពថាមពលផ្សេងគ្នានៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ នៅពេលដែលចំនួនរដ្ឋកើនឡើង ចម្ងាយរវាងកម្រិតជិតខាងមានការថយចុះ ហើយបាត់ទៅវិញនៅក្នុងដែនកំណត់។ នៅពីលើចំណុចប្រសព្វគឺជាតំបន់បន្តនៃថាមពលវិជ្ជមានដែលមិនមានបរិមាណ។ កម្រិតថាមពលសូន្យត្រូវបានយកជាថាមពលនៃកម្រិតជាមួយ n = ∞ ។ នៅក្រោមតម្លៃនេះ កម្រិតថាមពលគឺដាច់ដោយឡែក។ ពួកវាត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃអវិជ្ជមាននៃថាមពលសរុបនៃអាតូម។ កាលៈទេសៈនេះបង្ហាញថាថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរដ្ឋបែបនេះគឺតិចជាងថាមពលរបស់វា ក្នុងករណីនៅពេលដែលវាត្រូវបានបំបែកចេញពីអាតូម ហើយសម្រាកនៅចម្ងាយគ្មានកំណត់ ពោលគឺអេឡិចត្រុងស្ថិតក្នុងស្ថានភាពចង។

វត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងដែលមិនមានព្រំដែនធ្វើឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណដែលអាចកើតមានរវាងរដ្ឋនៃវិសាលគមថាមពលបន្ត ក៏ដូចជារវាងរដ្ឋបែបនេះ និងរដ្ឋនៃវិសាលគមថាមពលដាច់ដោយឡែក។ នេះ​បង្ហាញ​ខ្លួន​វា​ថា​ជា​ការ​បំភាយ​បន្ត​ឬ​វិសាលគម​ស្រូប​យក​ដាក់​លើ​វិសាលគម​បន្ទាត់​នៃ​អាតូម។ ដូច្នេះ វិសាលគម​មិន​បញ្ចប់​នៅ​ព្រំដែន​នៃ​ស៊េរី​នេះ​ទេ ប៉ុន្តែ​បន្ត​ហួស​ពី​វា​ទៅ​កាន់​រយៈ​ចម្ងាយ​រលក​ខ្លី​ជាង ដែល​វា​ក្លាយ​ជា​បន្ត។ ការផ្លាស់ប្តូរពីរដ្ឋនៃវិសាលគមបន្ត (រដ្ឋទាំងនោះដែលអាតូមត្រូវបានអ៊ីយ៉ូដ) ទៅជារដ្ឋនៃវិសាលគមដាច់ពីគ្នាត្រូវបានអមដោយការផ្សំឡើងវិញនៃអេឡិចត្រុង និងអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន។ វិទ្យុសកម្មលទ្ធផលត្រូវបានគេហៅថា ការផ្សំឡើងវិញ។

ការផ្លាស់ប្តូរអាតូមពីស្ថានភាពធម្មតាទៅកម្រិតថាមពលខ្ពស់នៃវិសាលគមដាច់ពីគ្នាគឺ ការរំភើបនៃអាតូម។ការផ្លាស់ប្តូរនៃអាតូមមួយពីកម្រិតមួយនៃកម្រិតនៃវិសាលគមដាច់ពីគ្នាទៅកាន់តំបន់នៃវិសាលគមបន្តប្រែអាតូមទៅជាប្រព័ន្ធ unbound ។ វាជាដំណើរការមួយ។ អ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម. ថាមពលដែលត្រូវគ្នានឹងលេខរលកនៃការចាប់ផ្តើមនៃវិសាលគមបន្តពីចំហៀងនៃរលកវែង (ចំនួនរលកនៃព្រំដែនស៊េរី) គួរតែស្មើនឹង ថាមពលអ៊ីយ៉ូដ,នោះគឺជាថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីបំបែកអេឡិចត្រុងចេញពីអាតូម ហើយយកវាទៅចម្ងាយគ្មានកំណត់។ ដូច្នេះចំនួនរលកនៃព្រំដែននៃស៊េរី Lyman ផ្តល់ថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងដីដែលជាស្ថានភាពមានស្ថេរភាពបំផុត។

នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងសិក្សាពីបួនជួរដំបូងនៃស៊េរី Balmer ដែលមានការរចនាដូចខាងក្រោមៈ

បន្ទាត់ក្រហម (n = 3),

ខៀវ - បន្ទាត់ពណ៌ខៀវ (n = 4),

បន្ទាត់ពណ៌ខៀវ (n=5),

បន្ទាត់ពណ៌ស្វាយ (n = 6) ។