Механика | Электростатика | Оптика | Колебания | Электромаг. поле | Физика | Материаловедение | Дифракция | Поляризация | Главную
Интерференция | Радиоактивность | Волны | Термодинамика | Электростатика | Ядерная физика | Строение атома | Математика

 

Атом водорода. Частица в центрально симметричном поле

Пусть , т.е. поле обладает центральной симметрией, тогда . Гамильтониан в координатном представлении имеет вид . Пишем уравнение на собственные векторы:

 

 

 

В полярных координатах оператор Лапласа имеет вид

 

,

 

где  содержит слагаемые с производными по переменным  и .

Можно показать, что оператор квадрата импульса и гамильтониан коммутируют: . Физически это означает, что L2 сохраняется. И  тоже, значит операторы   имеют общие собственные векторы.

Положительно заряжённое ядро создаёт поле  или в более общем виде . Вектор , где , , , будет решением уравнения на собственные векторы гамильтониана, при чём

 

 

 

Вектору  в координатном представлении отвечает функция .

Стационарное состояние электрона в атоме водорода задаётся тремя числами n, l, m, эти числа определяют энергию En, момент и проекцию импульса соответствующие этому состоянию, при чём . Это вследствие того, что .

 

Бор постулировал, что существуют орбиты, на которых электроны не излучают и ещё

1) , где n – номер орбиты,

2) .

 

Из этих постулатов следует, что

 

 и .

 

При Z = 1 (водород) и n = 1 .

Формула Планка. Теоретическая зависимость спектральной плотности излучения черного тела от частоты, совпадающая с экспериментальными данными, получена Максом Планком на основе чуждого классической физике предположения, что атомы излучают энергию только определенными порциями - квантами, причем энергия кванта пропорциональна частоте излучения.
Лекции. Сборник задач с решениями по физике, математике