Вопросы к работе “Спектр щелочного атома”

1. Что такое остов атома? Что является остовом в атоме натрия и водорода?

2. Как записывается выражение для потенциальной энергии электрона в атоме водорода?

1. Каков общий вид стационарного уравнения Шредингера?

2. Запишите стационарное уравнение Шредингера в координатном представлении для нерелятивистской частицы в потенциальном поле.

3. Каков общий вид динамического уравнения Шредингера?

4. Запишите динамическое уравнение Шредингера в координатном представлении для нерелятивистской частицы в потенциальном поле.

5. Каков физический смысл волновой функции?

6. Запишите выражение для энергии атома водорода. Зависит ли энергия уровней атома водорода от орбитального квантового числа (l)?

3. Какие экспериментальные факты подтолкнули Уленбека и Гаудсмита высказать в 1925 году предположение о существовании у электрона собственного механического и связанного с ним магнитного момента?

4. Какими четырьмя квантовыми числами описывается состояние электрона в атоме водорода (см. §54 в [1] и §38 в [2])?

5. Что характеризуют магнитные квантовые числа m_l и m_s?

6. Чем обусловлено спин-орбитальное взаимодействие (см. §34 в [1] и §§38 и 40 в [2])?

7. Почему P и D-уровни энергии атома натрия имеют дублетное расщепление, а S-уровни не расщепляются?

8. Каковы значения n для основных уровней атомов Li и K?

9. Каковы правила отбора для орбитального квантового числа L (ΔL₌?) и внутреннего квантового числа J (ΔJ=?), характеризующего полный момент количества движения?

10. Какие серии спектральных линий наблюдаются у атома натрия?

11. Почему линии диффузной серии состоят из 3 компонент, а не из 4-х?

12. Возможны ли следующие переходы: 4 ²P_1/2 − 4 ²D_3/2, 3 ²S_1/2 − 3 ²D_1/2,

4 ²P_1/2 − 4²D_5/2, 4 ²P_1/2 − 5 ²P_3/2, 3 ²S_1/2 − 4 ²P_1/2?

7. Каков смысл эффективного главного квантового числа?

13. Почему в атоме Na нет уровней с обозначением 3 ²F_1/2 и 3 ²F_3/2, а есть уровни 4 ²F_1/2 и 4 ²F_3/2?

14. Почему дуговой разряд при съемке спектров Na (соль NaCl) светится ярко желтым светом?

Рекомендуемая литература

1. Матвеев А.Н. Атомная физика: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1989. – 439 с. §15, 28. Глава 7. §§44, 54, 55.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Учебное пособие для вузов. В 5 т. Т.V. Атомная и ядерная физика. – 2-е изд., стереот. - М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2002. – 784 с. Глава II. §13. Глава III. §19. Глава IV. §§21, 27. Глава V. §§31-40. Глава VI. §§46, 47.

3. Шпольский Э.В. Атомная физика. Т.1. Введение в атомную физику. – 6-е изд., испр. – М.: Наука, 1974. - 575 с. Глава VIII. §§103, 104, 105, 111. Диаграммы уровней энергии, с.349-350; Т.2. Основы квантовой механики и строение электронной оболочки атома. – 4-е изд., перераб. - М.: Наука, 1974. - 447 с. Глава VII. §§68, 69, 70, 72, 74, 76.

4. Борн М. Атомная физика /Пер. с англ. - 7-е изд., доп. – М.: Мир, 1965. – 483 с. Глава VI. §§1, 5, 6.

5. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – 2-е изд., испр. - М.: Наука, 1982. – 304 с. Часть 2. Атомная физика. Глава IV. §§21, 22, 24. Глава V. §§28, 29, 31, 32, 36, 37.

6. Пайс А. Гении науки /Пер. с англ. – М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - 448 с. Джордж Юджин Уленбек, с.363-407.

7. Гаудсмит С. Открытие спина электрона /Пер. с нем. – Успехи физических наук. – 1967. – Т.93, вып.1. – С.151-158.

8. Каш П. Магнитный момент электрона (исторический очерк) /Пер. с нем. – Успехи физических наук. – 1967. – Т.93, вып.1. – С.159-175.

9. Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике /Пер. с англ. – М.: Мир, 1974. – 160 с. Глава 8. Пространственная ориентация атомных магнитных моментов, с.106-115.