Тема 18. Оптичні спектри. Інтенсивність і ширина спектральних ліній. 4 год.

Семінарське заняття №6.

План:

1. Правила відбору для електродипольного випромінювання оптичного електрона в атомі.

2. Співвідношення неозначеностей енергії і часу.

3. Природна ширина спектральних рівнів. Імовірність переходів в суцільному спектрі.

4. Розподіл інтенсивності спектральної лінії.

Практичне заняття: розв’язати задачі

В аудиторії: №№ 278; 279; 280; 282; 283. [19 (а)]

Додому: №№ 281; 284; 285. [19 (а)]

Запитання для самоконтролю:

1. Записати правила відбору для багатоелектронних атомів електричних дипольних переходів.

2. Записати співвідношення неозначеностей Гейзенберга для енергії та часу.

3. Чому дорівнює енергія стаціонарного стану квантової системи із урахуванням неточності за рахунок збільшення інтервалу часу спостереження за частинкою?

4. Чи справджуються співвідношення неозначеностей Гейзенберга під час опису нестаціонарного стану замкненої системи?

5. Що називають природною шириною енергетичного рівня? З чим вона пов’язана?

6. Що називають енергетичною густиною ймовірності квантових переходів?

7. Зобразити розподіл, що визначає енергію випромінювання як функцію частоти.

8. Якщо на атом діє випромінювання, за рахунок чого зменшуватиметься час життя на збудженому енергетичному рівні?

9. За рахунок чого виникає допплерівське розширення енергетичних рівнів?

10. Чи допустиме розширення енергетичних ліній внаслідок зіткнень між атомами?

Задачі для розв’язку

87. 278. Відшукати потенціал іонізації і перший потенціал збудження атома натрію , у якого квантові дефекти основного терма і терма рівні відповідно 1,37 та 0,88.

1.  В;  В.

88. 279. Відшукати енергію зв’язку валентного електрона в основному стані атома літію , якщо відомо, що довжини хвиль головної лінії чіткої серії та її короткохвильової границі відповідно рівні 0,831 та 0.349 мкм.

1.  еВ

89. 280. Обчислити для іона берилію квантові дефекти і термів, а також довжину хвилі границі і головної лінії чіткої серії, якщо відомо, що довжини хвиль головної лінії головної серії та її короткохвильової границі відповідно рівні 321 та 68,3 нм.

1. .

90. 281. Терми атомів та іонів з одним валентним електроном можна подати за допомогою формули (де – зарядове число ядра, – поправка на екранування, – головне квантове число валентного електрона). Відшукати для натрію в основному стані, якщо відомо, що іонізаційний потенціал атома натрію дорівнює 5,14 В.

1. .

91. 282. Відшукати розщеплення рівня атома натрію, якщо довжини хвиль компонентів дублету резонансної лінії дорівнюють 588,996 та 589,593 нм. Порівняти отримане значення з енергією переходу .

1.  еВ; .

92. 283. Користуючись формулою тонкої структури:

,

– зарядове число ядра, – стала тонкої структури, та – квантові числа (головного та повного механічних моментів імпульсу відповідно), розрахувати для двократно іонізованого літію різницю довжин хвиль компонентів дублету лінії, обумовленою переходом .

65.  нм.

93. 284. За якої роздільної здатності спектрального приладу можна виявити тонку структуру головної лінії серії Бальмера гідрогену?

1. .

94. 285. Порівняйте відносну «населеність» обертових рівнів з та молекулами пароподібного хлористого водню. що перебуває в стані термодинамічної рівноваги за температур  К та  К.

67. .