Trạng Thái Dừng Của Nguyên Tử

     

“Trạng thái dừng nguyên tử”là công tác mô phỏng nguyên lý tạo thành những trạng thái ngừng của vi hạt trong hố thế cũng giống như electron vào nguyên tử. Xemchương trìnhnày, bọn họ sẽ hiểu tại sao các phân tử trong liên kết chỉ có những trạng thái rời rạc với mức năng lượng xác định. Đây làchương trìnhdành đến giáo dục, ship hàng sinh viên năm 2, năm 3 và những các bạn quan tâm.

Bạn đang xem: Trạng thái dừng của nguyên tử

Với giao diện đơn giản cho dễ dàng sử dụng, chương trình sử dụng đến một loạt các phép toán tinh tướng về số phức, gửi pha, đưa hệ toạ độ… nhằm mục tiêu trang bị đến sóng lan truyền có tác dụng phản xạ trên bất cứ vật cản làm sao nó gặp gỡ phải.


*

Mô bỏng sự sinh ra trạng thái ngừng nguyên tử


1 file(s) 308.57 KB
tải về

Video minh hoạ


Nguyên lý buổi giao lưu của chương trình

Theo Louis de Broglie, mỗi hạt chuyển động tự do, tức hoạt động thẳng đều, tương tự với một sóng hình sin gồm dạng: (psi(x,t)=Ae^-i(kx-omega t)), trong số ấy (k=2pi/lambda), cùng với (lambda) là cách sóng. Ông nhận định rằng bước sóng này tương tác với xung lượng của phân tử theo hệ thức:

trong đó (h) là hằng số Planck, (p) là xung lượng contact với hễ năng (T) theo hệ thức:

Mặt khác tổng động năng và nắm năng là năng lượng toàn phần ko đổi:

Như vậy lúc hạt vận động trong trường rứa năng thay đổi đổi, động năng cũng biến hóa đổi, dẫn đến xung lượng cũng thay đổi đổi. Do đó bước sóng của phân tử cũng biến đổi trong ko gian:

Có được nguyên lý đó, ta rất có thể tính được sự lan truyền của sóng de Broglie qua 1 barrier (rào cản), 1 phần sẽ đi qua, còn một trong những phần phản xạ ngược lại.

Mô rộp sự ra đời trạng thái dừng

Trên hình 1, tích điện của hạt đủ to để sóng có thể truyền qua, nhưng vẫn bị bức xạ lại một phần.


*
Hình 1: Sóng vừa truyền qua vừa sự phản xạ ngược lại

Trường hợp diễn đạt trên hình 2, năng lượng của phân tử thấp hơn giá bán trị cần có để quá qua được bức tường. Sóng de Broglie tất yêu truyền qua được cùng bị dội ngược toàn phần theo hướng ngược lại.Tuy cố gắng vẫn có một trong những phần nhỏ sóng-hạt bị ngấm qua bên kia vách. để ý rằng hôm nay đã sinh ra sóng dừng. Phần hạt bị ngấm qua vách cũng là sóng dừng, không xẩy ra sự lan truyền làm mất mát.


*
Hình 2: Sóng bị phản xạ toàn phần

Phát triển ý tưởng theo hướng đó, ta thành lập hố núm tạo do 2 barrier đối nghịch nhau như hình 3. Tuy nhiên mô hình này đơn giản dễ dàng nhưng nó phản ảnh nét tựa như của một hạt electron kết nối trong nguyên tử.

Xem thêm: R Trong Toán Học Là Gì - R Là Gì Trong Toán Học

Khi phân tử có tích điện thấp rộng miệng hố, nó sẽ lần lượt bị bức xạ toàn phần từ barrier này sang trọng barrier kia. Những lần phản xạ như vậy sẽ tạo ra sóng dừng. Tuy thế thường sóng dừng vị phản xạ phía trái không trùng với sóng dừng vày phản xạ mặt phải. Vì vậy trạng thái sóng hết sức hỗn loạn, không ổn định. Nó tương xứng với tích điện ngẫu nhiên làm sao đó. Phần khoanh tròn bên trên hình 3 diễn tả nét đứt gãy không hoà vừa lòng của hai sóng phản xạ.


*
Hình 3: Sóng bị ngăn từ hai phía và bức xạ qua về

Nhưng nếu như hạt bao gồm một năng lượng xác định nào đó, làm sao để cho bước sóng của nó có độ lâu năm thích hợp, các lần sự phản xạ qua về thân hai bức tường chắn sẽ mang đến ra bức ảnh giao thoa toàn diện và tổng thể hài hoà. Lúc ấy sóng đã tuyệt đối “dừng”. Ta gọi đó là trạng thái dừng của hạt. Nó nối sát với sóng dừng với một mức năng lượng khẳng định (hình 4).

Sóng này vẫn vận động thay đổi theo thời gian, nhưng lại theo quy luật dao động điều hoà. Nó đứng lặng tại vị trí chứ ko chạy. Phương trình của sóng này có dạng:

trong đó (Psi(x)) là hàm số biên độ của dao động. Hàm số này là nghiệm của phương trình ngừng Schrodinger.

Electron trong nguyên tử cũng hoạt động trong một hố cầm cố hình thành do trường Coulomb của phân tử nhân.Chỉ với hồ hết mức năng lượng khẳng định nào đó, sóng electron mới bao gồm chiều lâu năm thích hợp với kích thước của hố thế hạt nhân.


*
Hình 4: Trạng thái ngừng nguyên tử được hiện ra khi hạt bao gồm bước sóng phù hợp

Chương trình này được thiết kế nhằm góp ta nhìn thấy sự biến đổi liên lục và thường xuyên sự thay đổi các tâm trạng của hạt, giữa những trạng thái dừng cùng trạng thái hốn loạn cùng giữa những trạng thái dừng với nhau. Trên hình 5 chỉ ra các mức năng lượng có công dụng tạo yêu cầu trạng thái dừng đến vi hạt. Ta thấy rằng, ở trạng thái tương ứng với mức tích điện toàn phần rẻ nhất, tích điện ấy chưa phải bằng không. Điều này không giống với hạt trong hố ráng cổ điển, khi mức tích điện thấp nhất bắt buộc nằm ngang đáy hố.

Xem thêm: Câu 1 Công Dân Bình Đẳng Về Trách Nhiệm Pháp Lý Là, Công Dân Bình Đẳng Về Trách Nhiệm Pháp Lý Là:


*
Hình 5: những trạng thái dừng nguyên tử khả dĩ

Nếu phân tử có tích điện cao rộng miệng hố, nó đang thoát ra ngoài (hình 6). Mà lại khác với hình dáng hạt cổ xưa vốn sẽ bay tổng thể về 1 hướng nào đó, phân tử theo ý kiến cơ học tập lượng tử lại giống như một đám mây mù, nó bị loang ra hai bên do lúc va va với các barrier, chỉ một phần sóng chạy ra ngoài, phần còn sót lại phản xạ. Tựa như như thế, phần phản xạ ấy lại tràn qua phía bờ mặt kia làm mất đi mát thêm phần nữa, một tỉ lệ trong các đó lại bội nghịch xạ quay lại hố. Cứ nỗ lực và cứ thế, “đám mây” hạt sẽ dần dần tản non đi và mất tích ra xung quanh.