Mengi katika ufundi wa quantum bado haueleweki, mengi yanaonekana kuwa mazuri. Vile vile hutumika kwa nambari za quantum, asili ambayo bado ni ya kushangaza leo. Makala yanaelezea dhana, aina na kanuni za jumla za kufanya kazi nazo.
Sifa za jumla
Nambari kamili au nusu-jumla ya kiasi halisi hubainisha thamani zote tofauti zinazoweza kubainisha mifumo ya quanta (molekuli, atomi, kiini) na chembe msingi. Maombi yao yanahusiana kwa karibu na kuwepo kwa Planck mara kwa mara. Uwazi wa michakato inayotokea katika microcosm huonyesha nambari za quantum na maana yao ya kimwili. Zilianzishwa kwanza ili kuelezea utaratibu wa mwonekano wa atomi. Lakini maana halisi na uwazi wa kiasi mahususi kilifichuliwa tu katika mekanika za quantum.
Seti, ambayo huamua kwa ukamilifu hali ya mfumo huu, iliitwa seti kamili. Majimbo yote yanayowajibika kwa maadili yanayowezekana kutoka kwa seti kama hiyo huunda mfumo kamili wa majimbo. Nambari za quantum katika kemia na digrii za uhuru wa elektroni hufafanua katika kuratibu tatu za anga na kiwango cha ndani cha uhuru -zunguka.
Mipangilio ya elektroni katika atomi
Katika atomi kuna kiini na elektroni, kati ya ambayo nguvu za asili ya kielektroniki hutenda kazi. Nishati itaongezeka kadri umbali kati ya kiini na elektroni unavyopungua. Inaaminika kuwa nishati inayowezekana itakuwa sifuri ikiwa iko mbali sana na kiini. Hali hii inatumika kama sehemu ya kuanzia. Kwa hivyo, nishati ya jamaa ya elektroni hubainishwa.
Ganda la elektroni ni mkusanyiko wa viwango vya nishati. Mali ya mmoja wao inaonyeshwa na nambari kuu ya quantum n.
Nambari kuu
Inarejelea kiwango fulani cha nishati chenye seti ya obiti ambazo zina thamani sawa, inayojumuisha nambari asilia: n=1, 2, 3, 4, 5… Wakati elektroni inasogea kutoka hatua moja hadi nyingine, mabadiliko ya nambari kuu ya quantum. Inapaswa kuzingatiwa kuwa sio ngazi zote zinajazwa na elektroni. Wakati wa kujaza ganda la atomi, kanuni ya nishati kidogo hugunduliwa. Hali yake katika kesi hii inaitwa kutokuwa na msisimko au msingi.
Nambari za mzunguko
Kila kiwango kina obiti. Wale walio na nishati sawa huunda kiwango kidogo. Mgawo kama huo unafanywa kwa kutumia orbital (au, kama inaitwa pia, upande) nambari ya quantum l, ambayo inachukua maadili ya nambari kutoka sifuri hadi n - 1. Kwa hivyo elektroni ambayo ina nambari kuu na za obiti za quantum. n na l inaweza kuwa sawa, kuanzia l=0 na kuishia na l=n - 1.
Hii inaonyesha asili ya mwendo wa husikasublevel na kiwango cha nishati. Kwa l=0 na thamani yoyote ya n, wingu la elektroni litakuwa na sura ya tufe. Radius yake itakuwa sawia moja kwa moja na n. Katika l=1, wingu ya elektroni itachukua fomu ya infinity au takwimu ya nane. Kadiri thamani ya l inavyoongezeka, ndivyo umbo litakavyozidi kuwa changamano, na nishati ya elektroni itaongezeka.
Nambari za sumaku
Ml ni makadirio ya kasi ya anguli ya obiti (upande) kwenye mwelekeo mmoja au mwingine wa uga sumaku. Inaonyesha mwelekeo wa anga wa obiti hizo ambazo nambari l ni sawa. Ml inaweza kuwa na thamani tofauti 2l + 1, kutoka -l hadi +l.
Nambari nyingine ya sumaku ya kiasi inaitwa spin - ms, ambayo ni wakati halisi wa kasi. Ili kuelewa hili, mtu anaweza kufikiria mzunguko wa elektroni, kama ilivyokuwa, karibu na mhimili wake mwenyewe. Bi inaweza kuwa -1/2, +1/2, 1.
Kwa ujumla, kwa elektroni yoyote, thamani kamili ya spin s=1/2, na ms inamaanisha makadirio yake kwenye mhimili.
Kanuni ya Pauli: atomi haiwezi kuwa na elektroni mbili zilizo na nambari 4 za quantum zinazofanana. Angalau moja kati ya hizo lazima ziwe bora zaidi.
Sheria ya kuunda atomi.
- Kanuni ya kiwango cha chini cha nishati. Kulingana na hayo, viwango na viwango vidogo vilivyo karibu na msingi vinajazwa kwanza, kulingana na sheria za Klechkovsky.
- Nafasi ya kipengele inaonyesha jinsi elektroni zinavyosambazwa juu ya viwango vya nishati na viwango vidogo:
- nambari inalingana na chaji ya atomi na idadi ya elektroni zake;
- nambari ya muda inalingana na idadi ya viwangonishati;
- nambari ya kikundi ni sawa na nambari ya elektroni za valence kwenye atomi;
- kikundi kidogo kinaonyesha usambazaji wao.
Chembe za msingi na viini
Nambari za kiasi katika fizikia ya chembe msingi ni sifa zao za ndani zinazobainisha mwingiliano na mifumo ya mabadiliko. Mbali na spin s, hii ni malipo ya umeme Q, ambayo kwa chembe zote za msingi ni sawa na sifuri au integer, hasi au chanya; malipo ya baryon B (katika chembe - sifuri au moja, katika antiparticle - sifuri au minus moja); mashtaka ya lepton, ambapo Le na Lm ni sawa na sifuri, moja, na katika antiparticle - sifuri na minus moja; isotopiki spin na integer au nusu-integer; ajabu S na wengine. Nambari hizi zote za quantum hutumika kwa chembe za msingi na kwa viini vya atomiki.
Katika maana pana ya neno, zinaitwa kiasi halisi ambacho huamua mwendo wa chembe au mfumo na huhifadhiwa. Hata hivyo, si lazima hata kidogo kuwa ziwe za wigo tofauti wa thamani zinazowezekana.
