SlideShare a Scribd company logo
1 of 19
Download to read offline
ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΗ ΤΗΣ
ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΒΑΝΤΩΣΗ
ΤΗΣ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗΣ
Στα επόμενα θα προσπαθήσουμε να αποδείξουμε την κβάντωση της στροφορμής
στο ημικλασσικό μοντέλο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου. Στα περισσότερα
εισαγωγικά βιβλία κβαντομηχανικής η κβάντωση της στροφορμής αναφέρεται σαν μια
από τις δύο συνθήκες που εισήγαγε ο Bohr για το μοντέλο του υδρογόνου. Και βέβαια
εύλογη είναι η απορία πως κατέληξε ο Bohr στη συγκεκριμένη συνθήκη, ή γιατί θεώρησε
την στροφορμή ακέραιο πολλαπλάσιο του και όχι του h ή κάποιας άλλης σταθεράς.
Αλλά ας δούμε πως περιγράφει ο ίδιος ο Bohr τις δύο «συνθήκες» του:
Assumption I: That an atomic system can, and can only, exist

permanently in a certain series of states corresponding to a
discontinuous series of values for its energy, and that consequently
any change of the energy of the system, including emission and
absorption of electromagnetic radiation, must take place by a
complete transition between two such states. These states will be
denoted as the “stationary states” of the system.

Assumption II: That the radiation absorbed or emitted during a
transition between two stationary states is “unifrequentic” and
possesses a frequency f, given by the relation:
E ' E ''  hf

(1)
where h is Planck’s constant and where E ' and E '' are the values of
the energy in the two states under consideration.
(Niels Bohr in: Sources of Quantum Mechanics, B. L. Van Der Waerden, Dover
Publications, Inc, New York, 1968).
Βλέπουμε λοιπόν ότι στην πρώτη υπόθεσή του ο Bohr, δεν αναφέρεται ρητά στην
κβάντωση της στροφορμής, αλλά στις επιτρεπτές «στάσιμες» καταστάσεις διακριτής
ενέργειας στις οποίες μπορεί να υπάρξει το άτομο, το οποίο εκπέμπει ή απορροφά
ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μόνο κατά τη μετάβασή του από μια στάσιμη κατάσταση
σε μια άλλη. Στη συνέχεια θα προσπαθήσουμε να δούμε πως από τις δύο παραπάνω
συνθήκες του σε συνδυασμό με τη λεγόμενη αρχή της αντιστοιχίας, κατέληξε ο Bohr
στην κβάντωση της στροφορμής.
Στη θεωρία του Bohr θεωρούμε ότι το ηλεκτρόνιο του ατόμου περιστρέφεται σε μια
«κλασσική» τροχιά, γύρω από τον πυρήνα (πρωτόνιο), με την ελκτική δύναμη του
Coulomb να «παίζει» το ρόλο της αναγκαίας κεντρομόλου δυνάμεως. Έτσι λοιπόν
έχουμε:
ή

F  m ak

 e

e2
2
k 2 m
r
r

ή

k
mr

(2)

Έτσι λοιπόν η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι:
K

1
e2
m 2  k
2
2r

(3)

Η δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου δίνεται από την σχέση:
U  k

e2
r

Η ολική λοιπόν ενέργεια του ηλεκτρονίου (άθροισμα κινητικής και δυναμικής), είναι:

(4)
E  K U  k

e2  e2 
e2
  k    k
2r 
r 
2r

(5)

Σημειώστε ότι η ολική ενέργεια είναι αρνητική , γεγονός που υποδηλώνει μια δέσμια
κατάσταση για το σύστημα πρωτονίου-ηλεκτρονίου. Αυτό σημαίνει ότι για να αποσπασθεί ένα
ηλεκτρόνιο από το άτομο θα πρέπει να δοθεί ενέργεια ίση με:
k

e2
2r

Από τη σχέση (5) βλέπουμε ότι η «κβάντωση» της ενέργειας επιβάλλει και την κβάντωση
της ακτίνας. Επίσης από τη δεύτερη συνθήκη του Bohr (σχέση 1) βλέπουμε ότι η
ενέργεια του εκπεμπόμενου φωτονίου κατά τη μετάβαση από μια επιτρεπτή τροχιά σε
μια άλλη μικρότερης ενέργειας (και ακτίνας), δίνεται από τη σχέση:
E ' E ''  hf

( E '  E '' ) ,

1
1 1
hf  ke2 (  )
2
r '' r '

ή
(6)

Ο Bohr, γνώριζε την διάσημη (εμπειρική) σχέση του Balmer που προέβλεπε σωστά
τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας που εξέπεμπαν τα άτομα του υδρογόνου. Σύμφωνα
με τη σχέση αυτή, τα μήκη κύματος μπορούσαν να υπολογισθούν μέσω του τύπου:
1

nm

 RH (

1
1
 2)
2
m n

(7)

όπου τα n και m είναι ακέραιοι και όπου RH είναι η λεγόμενη σταθερά του Rydberg
(σημειώστε ότι η σταθερά αυτή έχει διαστάσεις αντίστροφου μήκους και ότι συνήθως
δίνεται σε cm1 ).
Φυσικά, όπως είναι γνωστό, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας
συνδέονται μέσω της θεμελιώδους εξίσωσης της κυματικής:
cf

(8)
Έτσι λοιπόν η σχέση (7) μπορεί να πάρει την μορφή:

hf nm  hcRH (

1
1
 2)
2
m n

(9)

Συγκρίνοντας τις σχέσεις (6) και (9) εύκολα γίνεται φανερό ότι η σχέση του Bohr
παίρνει τη μορφή της σχέσης του

Balmer αν οι επιτρεπτές ακτίνες ακολουθούν τον

νόμο κβάντωσης:
(10)

rn  a0 n2

όπου η σταθερά a0 έχει (προφανώς) διαστάσεις μήκους και αναφέρεται σαν ακτίνα Bohr
(μας δίνει τη μικρότερη δυνατή ακτίνα άρα και τη μικρότερη δυνατή ενέργεια δηλαδή τη
θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου).
Το ερώτημα λοιπόν που μπαίνει στη συνέχεια είναι: πως μπορούμε να υπολογίσουμε
τη σταθερά a0 ; Στα περισσότερα εισαγωγικά βιβλία κβαντομηχανικής, όπως ήδη
προαναφέραμε, το ερώτημα απαντάται μέσα από τη συνθήκη κβάντωσης της
στροφορμής. Δηλαδή θεωρείται δεδομένο ότι η στροφορμή του ηλεκτρονίου πρέπει να
είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της σταθεράς δράσης του Planck διαιρεμένης δια 2π.
Πράγματι:
Θεωρώντας δεδομένη τη σχέση:
mn (a0 n2 )  n

(11)

έχουμε:
2 2
mn (a0 n2 )  n  m2n a0 n4  n2

2 2
m2n a0 n2 

2

Η σχέση (2) για την ταχύτητα του ηλεκτρονίου, γράφεται:

2



(12)
 e

k
ke2
2
 n 
mr
ma0 n 2

(13)

Η (12) με τη βοήθεια της (13), γίνεται:
m2 e2

k
a 2 n2 
2 0
ma0 n

2

 mke2 a0 

2

οπότε:
a0 

2

mke2

(14)

Στη συγκεκριμένη παρουσίαση όμως δεν θεωρούμε «δεδομένη» τη σχέση
κβάντωσης της στροφορμής (σχέση 11), αλλά θέλουμε να την εξάγουμε με τη βοήθεια
της αρχής της αντιστοιχίας (correspondence principle) (όπως άλλωστε έπραξε και ο
ίδιος ο Bohr). Σύμφωνα με την αρχή αυτή, οι προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής
πρέπει να τείνουν στις αντίστοιχες της κλασσικής, στο όριο των μεγάλων κβαντικών
αριθμών.
Σύμφωνα λοιπόν με την Κλασσική Φυσική (Κλασσική Ηλεκτροδυναμική), το
ηλεκτρόνιο πρέπει να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με συχνότητα αυτή της
περιστροφής του. Όμως σύμφωνα με τη δεύτερη συνθήκη του Bohr (που συχνά τη λέμε
και οπτική συνθήκη), η συχνότητα του εκπεμπόμενου φωτονίου δίνεται από τη σχέση (1).
Αυτό λοιπόν που απαίτησε ο Bohr από την θεωρία του ήταν η συχνότητα του φωτονίου
να τείνει στη συχνότητα περιστροφής του ηλεκτρονίου, για μεγάλες τιμές τιμές του
κβαντικού αριθμού n, δηλαδή για τροχιές μεγάλης ακτίνας (σε σχέση με την ακτίνα Bohr
a0 ).

Η συχνότητα όμως περιστροφής του ηλεκτρονίου (στα επόμενα θα τη
συμβολίζουμε ως f orb ), δίνεται από τη σχέση:
f orb 

n
2 rn

ή
f orb 

n
2 a0 n 2

(16)

Ακολούθως έχουμε:
f

2
orb

ke2
1
 2 2 4
4 ma0 n a0 n 2

ή

ke2
3
4 2 ma0 n6

(17)

2
f orb 

(Ο ενδιαφερόμενος για παραπέρα λεπτομέρειες αναγνώστης παραπέμπεται στην εργασία:
Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου)
Αντίστοιχα η συχνότητα του εκπεμπόμενου φωτονίου (στα επόμενα θα τη
συμβολίζουμε με f rad για να τη διακρίνουμε από τη συχνότητα περιστροφής του
ηλεκτρονίου f orb ) για μετάβαση μεταξύ των γειτονικών τροχιών n+1 και n, σύμφωνα με
τη δεύτερη συνθήκη του Bohr θα δίνεται από την σχέση:
1 ke2 1
1
( 2
)
2 a0 n (n  1)2

ή

1 ke2 1
1
( 2
)]2
2
2h a0 n (n  1)

ή

hf rad 

2
f rad  [

2
f rad 

k 2e4
2n  1 2
[ 2
]
2 2
4h a0 n (n  1)2

(18)

Για μεγάλες τιμές του n, έχουμε:
2
lim f rad 

k 2e4 2 2
( )
2
4h 2 a0 n3

2
lim f rad 

k 2e4 1
2
h 2 a0 n6

n 

n 

ή
(19)

Σύμφωνα όμως με την αρχή της αντιστοιχίας, οι προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής
πρέπει να τείνουν στις αντίστοιχες της κλασσικής, στο όριο των μεγάλων τιμών του n.
Έτσι εξισώνουμε την οριακή τιμή (για τα μεγάλα n) της

f rad με αυτή της f orb και

έχουμε:
2
2
lim f rad  f orb

ή

n 

k 2e4 1
ke2
 2 3 6
2
h 2 a0 n6 4 ma0 n

a0 

ή

h2 1
4 2 mke2

a0 

ή

2

(20)

mke2

Ας υπολογίσουμε λοιπόν τώρα τη στροφορμή του ηλεκτρονίου στη n-οστή τροχιά
του Bohr. Θα έχουμε:
Από τη σχέση (13):

2
ke2
 
, και από την (20) a0 
ma0 n 2
mke2
2
n

 ke 

2

2

ma0

.

Συνδυάζοντας τις δύο αυτές σχέσεις προκύπτει:
2
n 

2

ή

2
m2 a0 n 2

n 

(21)

ma0 n

Η αντίστοιχη λοιπόν στροφορμή του ηλεκτρονίου είναι:
L  mn rn  m

Ln

ma0 n

a0 n 2

ή
(22)

Είδαμε λοιπόν πως ο Bohr, εκκινώντας από την σχέση του Balmer, κατάφερε μέσω
των δύο συνθηκών του και με τη βοήθεια της αρχής της αντιστοιχίας, να φτάσει στην
κβάντωση της στροφορμής.
Με δεδομένη πλέον την τιμή της σταθεράς a0 μπορούμε να υπολογίσουμε και την
ενέργεια του ηλεκτρονίου στη n-οστή στιβάδα και την σταθερά του Rydberg.
Η ενέργεια είναι:
En  

1 ke2
1
1
  ke2
2 rn
2
a0 n 2

En  

ή

mk 2e4 1
2 2 n2

(23)

Για δε τη σταθερά Rydberg, από τη σχέση (9), για m  1και n   , παίρνουμε:
mk 2e4
2 2

ή

2 2 mk 2e4
h3c

(24)

hcRH 

RH 

(Με RH  2,18.1018 J  13,6eV )
Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης, παραπέμπεται στο λήμμα της Wikipedia:
Rydberg constant

Johannes Rydberg
Αξίζει να αναφέρουμε εδώ ότι η σχέση (7) προτάθηκε στα 1885 από τον Balmer,
για την περίπτωση με m  2 , n  3 και γενικεύθηκε αργότερα στα 1888 από τον Rydberg
για όλα τα δυνατά ζεύγη (m,n).

Johann Jakob Balmer
Aage and Niels Bohr
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

1. Το πρότυπο του Bohr, όπως εισήχθη από τον Bohr το 1913 και παρά την βελτίωση
του από τον Arnold Sommerfeld στα 1916 σήμερα (στα πλαίσια της κβαντομηχανικής)
γνωρίζουμε ότι είναι εσφαλμένο. Σύμφωνα με την Κβαντομηχανική τα ηλεκτρόνια κάθε
άλλο παρά κινούνται σε καθορισμένες τροχιές (Κεπλεριανού τύπου). Επίσης όταν το
ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου βρίσκεται στο τροχιακό 1s (θεμελιώδης
κατάσταση), έχει στροφορμή ίση προς το μηδέν. (Αυτό μπορούμε να το εξηγήσουμε
απλά αν θυμηθούμε ότι το τροχιακό s παρουσιάζει σφαιρική συμμετρία και άρα η
αναμενόμενη τιμή της στροφορμής είναι ίση με μηδέν). Αντιθέτως το μοντέλο του Bohr
προβλέπει για τη στροφορμή του ηλεκτρονίου στη βασική στάθμη την τιμή

. Παρόλα

αυτά το πρότυπο του Bohr (πέρα της ιστορικής του αξίας) δίνει:
α) Σωστές τιμές για την ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου
καθώς και των υπόλοιπων μονο-ηλεκτρονικών (υδρογονοειδών
hydrogenlike) ιόντων.
β)

Σωστή εκτίμηση του μεγέθους του ατόμου (περίπου μισό

Angstrom) τη στιγμή που η κλασσική Φυσική αδυνατούσε να
δώσει μια τέτοια σωστή εκτίμηση [1], και
γ) Μας παρέχει μια πρώτη εκτίμηση για την τιμή που παίρνουν μια
σειρά από φυσικά μεγέθη (πχ. η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου)
στο ατομικό επίπεδο. Επίσης
δ) Με το πρότυπο του Bohr σε συνδυασμό με την «απαγορευτική
αρχή» του Pauli έγινε κατανοητή σε μεγάλο βαθμό η συμπεριφορά
των ατόμων και τελικά «Το περιοδικό Σύστημα των Στοιχείων» [2]
ε) Αξίζει τέλος να αναφέρουμε την περιγραφή των επιτευγμάτων
του Bohr, στην τριμερή δημοσίευση του 1913, όπως αναγράφεται
στο βιβλίο: Σύγχρονη Φυσική, R. A. Serway, C. J. Moses, C. A.
Moyer, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2000:
«Αν και η θεωρητική περιγραφή των φασματικών γραμμών ήταν από
μόνη της ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα, η ευρύτητα εφαρμογών και ο
αντίκτυπος της μνημειώδους επιτυχίας του Bohr μπορούν αληθινά να
διαπιστωθούν όταν αναλογισθεί κανείς ποια άλλα θέματα πραγματεύθηκε ο
Δανός φυσικός στην τριμερή δημοσίευσή του του 1913:
i)

Εξήγησε τον περιορισμένο αριθμό γραμμών που παρατηρούνται
στο φάσμα απορρόφησης του υδρογόνου σε σύγκριση με το φάσμα
εκπομπής

ii)

Εξήγησε την εκπομπή ακτίνων Χ από τα άτομα

iii)

Εξήγησε την πυρηνική προέλευση των σωματιδίων β

iv)

Εξήγησε τις χημικές ιδιότητες των ατόμων μέσω του μοντέλου
των ηλεκτρονικών στιβάδων

v)

Εξήγησε πως τα άτομα συνδέονται για να σχηματίσουν μόρια.»
[11]

2. Στην εργασία θεωρήσαμε το πρωτόνιο ακίνητο κάτι που σε πρώτη προσέγγιση
επιτρέπεται μιας και το πρωτόνιο είναι περίπου 2000 φορές βαρύτερο από το
ηλεκτρόνιο. Διαφορετικά πρέπει να δουλέψουμε με την ανηγμένη μάζα του συστήματος
πρωτονίου-ηλεκτρονίου. Αν λοιπόν m είναι η μάζα του ηλεκτρονίου και Μ η μάζα του
πρωτονίου, η ανηγμένη μάζα είναι:


mM
mM

(25).

Τότε (για λεπτομέρειες: Introduction to Quantum Mechanics, B. H. Bransden and C. J.
Joahain, Longman Scientific & Technical, 1990):
Η συνθήκη κβάντωσης της στροφορμής γράφεται:
L   r  n

n  1, 2,3,...

,

(26)

Η (πρώτη) ακτίνα Bohr γίνεται:
a 

m



(27)

a0

Οι υπόλοιπες επιτρεπτές ακτίνες δίνονται (κανονικά) από τη σχέση:
rn  a n 2

(28)

Και τέλος οι ενεργειακές στάθμες καθίστανται:
En  

 k 2e4 1
2

2

n2

(29)

(Δηλαδή στη σχέση (23) αντικαθιστούμε το m με μ).

3. Η μονάδα cm1 ονομάζεται Kaiser (αν και κανείς δεν χρησιμοποιεί αυτή την
ονομασία) [5]
4. Έχει ενδιαφέρον να δούμε ποιες είναι οι μέσες (αναμενόμενες) τιμές που δίνει η
(μη-σχετικιστική) κβαντομηχανική (Schrodinger), για διάφορες εκφράσεις του r k .
Έχουμε λοιπόν:
r 

r2 

a0
[3n 2  l (l  1)]
2

2
a0 n2
[5n2  1  3l (l  1)]
2

1
1

r
a0 n 2
1
1

2
1
r
2
a0 n3 (l  )
2

(30.α)
(30.β)
(30.γ)
(30.δ)
Σε όλες τις παραπάνω εκφράσεις ο αριθμός n παίρνει τις τιμές n  1, 2,3,... ενώ ο l τις
τιμές l  0,1, 2,...n 1. Για ιστορικούς λόγους (από την εποχή που η μελέτη των ατομικών
φασμάτων οδηγούσε στην ταξινόμηση των παρατηρούμενων φασματικών γραμμών), οι
διάφορες τιμές του l παρουσιάζονται με γράμματα του λατινικού αλφαβήτου, δηλαδή:
l 0s
l 1 p
l2d
l 3 f
l4 g

[13]

Παρατηρούμε λοιπόν ότι για τη θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου του υδρογόνου
(σχέση 30.α), δηλαδή για n  1 και l  0 (τροχιακό 1s), η μέση τιμή του r είναι

3
a0
2

και όχι a0 . Ίσως το γεγονός μας εκπλήσσει αν σκεφτούμε ότι οι ενεργειακές στάθμες,
υπολογιζόμενες και με Bohr και με Schrodinger ταυτίζονται. Όμως πρέπει να λάβουμε
υπ’ όψη μας ότι στον τύπο της ενέργειας υπεισέρχεται το
παρατηρήστε (σχέση 30.γ, για n  1 ) ότι η μέση τιμή του

1
και όχι το r . Και
r

1
1
είναι (όπως πρέπει)
r
a0

Έχει ενδιαφέρον να δείξουμε ότι πράγματι η μέση τιμή του

[3 ]

1
1
είναι ίση με . Για το
r
a0

σκοπό αυτό θα χρειασθούμε την κυματοσυνάρτηση που περιγράφει το άτομο του
υδρογόνου στη βασική του στάθμη. Αυτή είναι:




e

r
a0
3
2
0

a
Θα έχουμε λοιπόν:

1
1
1 2
    ( )dV    dV
r
r
r
V
V

ή




2



1
1 e
    (
r
r
r 0  0  0

r
a0
3
2
0

) 2 r 2 sin  drd d

(31)

a

Τώρα:


 d  2

0



 sin  d  [ cos ]



0

2

0



e

2 r
a0

1
0 r  a03 dr   a03
r



 re

r 0

2 r
a0

2 r

2 r

2
2
a0 a0 r a0 
1
1 a0
1
dr  3 [ e  e ]0  3

 a0
4
2
 a0 4 4 a0

Αντικαθιστώντας στην (31) έχουμε:

1
1
1
 4

r
4 a0 a0

(32)

5. Έτσι για διασκέδαση ας επιχειρήσουμε να εφαρμόσουμε τις συνθήκες κβάντωσης
του Bohr, στην περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο. Ας ονομάσουμε m και Μ τη
μάζα του Ήλιου. Τώρα το ρόλο της κεντρομόλου δύναμης παίζει η βαρυτική έλξη
ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο, οπότε η ποσότητα ke2 πρέπει να αντικατασταθεί από την
ποσότητα GmM . Η ακτίνα λοιπόν της τροχιάς γράφεται:
n2 2
n2 2
rn 

mGmM Gm2 M

(33)

Ο αντίστοιχος «κβαντικός αριθμός» n , θα είναι:
n

m rnGM

Θεωρώντας λοιπόν της τιμές:
m  6.1024 Kg

(34)
G  6,67.1011 m3 Kg 1s 2

M  1,99.1030 Kg
rn  1, 49.1011 m

 1,06.1034 Js

και αντικαθιστώντας στην (34), παίρνουμε:

n  2,5.1074
That this insecure and contradictory foundation [of
physics in the years from 1910 to 1920] was sufficient
to enable a man of Bohr’s unique instinct and tact to
discover the major laws of the spectral lines and of the
electron

shells

of

the

atoms

together

with

their

significance for chemistry appeared to me like a miracle
— and appears to me as a miracle even today. This is
the highest form of musicality in the sphere of thought.

Albert Einstein
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
1. Κβαντομηχανική Ι, Στέφανος Τραχανάς, Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο
1985.
2. Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική, Κυριάκος Ταμβάκης, Leader books, Au;hna 2003
3. Σύγχρονη Φυσική, Arthur Beiser, εκδόσεις τυπωθήτω-Γ. Δαρδανος, Αθήνα 2001
4. Fundamentals of Modern Physics, R. M. Eisberg, John Wiley & sons, 1961
5. Topics in Atomic Physics, C. E. Burkhardt and J. J. Leventhal, Springer 2006
6. Niels Bohr in: Sources of Quantum Mechanics, B. L. Van Der Waerden, Dover
Publications, Inc, New York, 1968
7. An Introduction to Quantum Physics, A. P. French, E. F. Taylor, W. W. Norton &
Company, New York 1978.
8. Classical Electrodynamics, W. Greiner, Springer, 1998
9. Introduction to Electrodynamics, D. Griffiths, Prentice Hall, 1989
10. Course of Theoretical Physics - Vol 3 Quantum Mechanics - nonrelativistic theory 3rd ed, L.
Landau, E. Lifshitz
11. Σύγχρονη Φυσική, R. A. Serway, C. J. Moses, C. A. Moyer, Πανεπιστημιακές
Εκδόσεις Κρήτης, 2000.
12. Introduction to Quantum Mechanics, B. H. Bransden and C. J. Joahain, Longman
Scientific & Technical, 1990
13. Theory and Proflems of Quantum Mechanics, Y. Peleg-R. Pnini-E. Zaarur, McGraw-Hill1998.
14. Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics, Martinus Veltman, World Scientific,
2003
ΑΝΑΦΟΡΕΣ
1. Χρόνος κατάρρευσης του κλασσικού ατόμου
2. Το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου
3. Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπόμενου φωτονίου
4. Ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου.
5. Χρόνος κατάρρευσης του κλασσικού ατόμου (Παρουσίαση)
6. Προβλήματα κβαντομηχανικής με τη βοήθεια υπερσυμμετρικών μεθόδων
7. Rydberg constant
8. Johannes Rydberg
9. Johann Jakob Balmer
10. Correspondence principle
11. Niels Bohr

ΑΘΗΝΑ, ΑΠΡΙΛΗΣ 2012

ΦΙΟΡΕΝΤΙΝΟΣ ΓΙΑΝΝΗΣ

More Related Content

What's hot

ατομικά φαινόμενα
ατομικά φαινόμεναατομικά φαινόμενα
ατομικά φαινόμεναGiannis Stathis
 
διαγώνισμα στα μονοφασικά τριφασικά κυκλώματα
διαγώνισμα στα μονοφασικά   τριφασικά κυκλώματαδιαγώνισμα στα μονοφασικά   τριφασικά κυκλώματα
διαγώνισμα στα μονοφασικά τριφασικά κυκλώματαDimitris Kanakakis
 
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιουεπαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιουΚΑΤΕΡΙΝΑ ΑΡΩΝΗ
 
Διαμοριακές Δυνάμεις
Διαμοριακές ΔυνάμειςΔιαμοριακές Δυνάμεις
Διαμοριακές ΔυνάμειςPetros Karapetros
 
ηλεκτρικο ρευμα
ηλεκτρικο ρευμαηλεκτρικο ρευμα
ηλεκτρικο ρευμαtvagelis96
 
08 Kύματα
08 Kύματα08 Kύματα
08 Kύματαsfoti
 
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του Schrodinger
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του SchrodingerΕισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του Schrodinger
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του Schrodingermanuel chaniotakis
 
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015ΚΑΤΕΡΙΝΑ ΑΡΩΝΗ
 
θεωρία δεσμού σθένους υβριδισμός
θεωρία δεσμού σθένους υβριδισμόςθεωρία δεσμού σθένους υβριδισμός
θεωρία δεσμού σθένους υβριδισμόςDimPapadopoulos
 
ΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ
ΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ
ΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣHOME
 
κβαντικοί αριθμοί
κβαντικοί αριθμοίκβαντικοί αριθμοί
κβαντικοί αριθμοίDimPapadopoulos
 
Κεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ
Κεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥΚεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ
Κεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥNatassa Pechtelidou
 
2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας
2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας
2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίαςPetros Karapetros
 
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗ
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗ
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗNick Bekiaris
 
B.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physics
B.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physicsB.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physics
B.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physicsRai University
 
ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2
ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2
ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2tvagelis96
 
ηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολια
ηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολιαηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολια
ηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολιαNikitas Vougiouklis
 
Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18
Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18 Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18
Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18 Μάκης Χατζόπουλος
 

What's hot (20)

ατομικά φαινόμενα
ατομικά φαινόμεναατομικά φαινόμενα
ατομικά φαινόμενα
 
διαγώνισμα στα μονοφασικά τριφασικά κυκλώματα
διαγώνισμα στα μονοφασικά   τριφασικά κυκλώματαδιαγώνισμα στα μονοφασικά   τριφασικά κυκλώματα
διαγώνισμα στα μονοφασικά τριφασικά κυκλώματα
 
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιουεπαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου
 
Διαμοριακές Δυνάμεις
Διαμοριακές ΔυνάμειςΔιαμοριακές Δυνάμεις
Διαμοριακές Δυνάμεις
 
ηλεκτρικο ρευμα
ηλεκτρικο ρευμαηλεκτρικο ρευμα
ηλεκτρικο ρευμα
 
08 Kύματα
08 Kύματα08 Kύματα
08 Kύματα
 
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του Schrodinger
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του SchrodingerΕισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του Schrodinger
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VΙ: Η γάτα του Schrodinger
 
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015
επαναληπτικο διαγωνισμα φυσικης γ' γυμνασιου 2015
 
θεωρία δεσμού σθένους υβριδισμός
θεωρία δεσμού σθένους υβριδισμόςθεωρία δεσμού σθένους υβριδισμός
θεωρία δεσμού σθένους υβριδισμός
 
ΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ
ΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ
ΘΕΩΡΙΑ ΣΤΑΣΙΜΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ - ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ
 
Fk k1 e
Fk k1 eFk k1 e
Fk k1 e
 
κβαντικοί αριθμοί
κβαντικοί αριθμοίκβαντικοί αριθμοί
κβαντικοί αριθμοί
 
Κεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ
Κεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥΚεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ
Κεφ.2: Κύτταρο η θεμελιώδης μονάδα της ζωής- ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ
 
2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας
2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας
2o Κεφάλαιο: Αντιγραφή και έκφραση της γενετικής πληροφορίας
 
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗ
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗ
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ - ΔΟΜΗ
 
B.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physics
B.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physicsB.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physics
B.tech sem i engineering physics u iv chapter 1-atomic physics
 
ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2
ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2
ηλεκτρικο κυκλωμα 2.2
 
Mίτωση
MίτωσηMίτωση
Mίτωση
 
ηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολια
ηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολιαηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολια
ηλεκτρομαγνητικη ακτινοβολια
 
Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18
Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18 Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18
Μαθηματικά και Στοιχεία Στατιστικής - Θεωρία αναλυτικά 2017 - 18
 

Similar to Από την αρχή της αντιστοιχίας στην κβάντωση της στροφορμής

Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)
Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)
Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)John Fiorentinos
 
κβαντική θεωρία
κβαντική θεωρίακβαντική θεωρία
κβαντική θεωρίαDimPapadopoulos
 
κβαντική θεωρία
κβαντική θεωρίακβαντική θεωρία
κβαντική θεωρίαDimPapadopoulos
 
δομή ατόμου κατά Bohr
δομή ατόμου κατά Bohrδομή ατόμου κατά Bohr
δομή ατόμου κατά BohrDimPapadopoulos
 
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά Κύματα
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά ΚύματαΕισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά Κύματα
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά Κύματαmanuel chaniotakis
 
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...John Fiorentinos
 
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπεςΔιαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπεςJohn Fiorentinos
 
Συνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdf
Συνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdfΣυνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdf
Συνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdfPotisPolemitiotis
 
Δομή του ατόμου 1
Δομή του ατόμου 1Δομή του ατόμου 1
Δομή του ατόμου 1PsaroudakisManos1
 
ΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdf
ΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdfΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdf
ΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdfΜαυρουδης Μακης
 
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και Λύσεις
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και ΛύσειςΠανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και Λύσεις
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και ΛύσειςHOME
 
ΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptx
ΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptxΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptx
ΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptxtheosk13
 
πχγ6 1-δομηση
πχγ6 1-δομησηπχγ6 1-δομηση
πχγ6 1-δομησηtheosk13
 
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr Nick Bekiaris
 
Δομή του ατόμου 2 ppt.ppt
Δομή του ατόμου 2 ppt.pptΔομή του ατόμου 2 ppt.ppt
Δομή του ατόμου 2 ppt.pptPsaroudakisManos1
 
Ατομικό πρότυπο του Bohr
Ατομικό πρότυπο του BohrΑτομικό πρότυπο του Bohr
Ατομικό πρότυπο του Bohrvtsoulias
 
2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη
2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη
2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικηnmandoulidis
 
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)John Fiorentinos
 

Similar to Από την αρχή της αντιστοιχίας στην κβάντωση της στροφορμής (20)

Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)
Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)
Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου (Bohr)
 
ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ.pdf
ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ.pdfΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ.pdf
ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ.pdf
 
κβαντική θεωρία
κβαντική θεωρίακβαντική θεωρία
κβαντική θεωρία
 
κβαντική θεωρία
κβαντική θεωρίακβαντική θεωρία
κβαντική θεωρία
 
Ορόσημο Φροντιστήριο (Αθήνα). Επαναληπτικά θέματα πανελληνίων 2015 |
Ορόσημο Φροντιστήριο (Αθήνα). Επαναληπτικά θέματα πανελληνίων 2015 |Ορόσημο Φροντιστήριο (Αθήνα). Επαναληπτικά θέματα πανελληνίων 2015 |
Ορόσημο Φροντιστήριο (Αθήνα). Επαναληπτικά θέματα πανελληνίων 2015 |
 
δομή ατόμου κατά Bohr
δομή ατόμου κατά Bohrδομή ατόμου κατά Bohr
δομή ατόμου κατά Bohr
 
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά Κύματα
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά ΚύματαΕισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά Κύματα
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική IV: Yλικά Κύματα
 
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσ...
 
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπεςΔιαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες
 
Συνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdf
Συνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdfΣυνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdf
Συνοπτικότατα Κεφ 6ο ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΟΥ 12 Οκτ 2022.pdf
 
Δομή του ατόμου 1
Δομή του ατόμου 1Δομή του ατόμου 1
Δομή του ατόμου 1
 
ΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdf
ΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdfΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdf
ΣΥΝΟΨΗ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΦΥΣΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ.pdf
 
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και Λύσεις
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και ΛύσειςΠανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και Λύσεις
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και Λύσεις
 
ΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptx
ΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptxΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptx
ΠΧΓ6-1-ΔΟΜΗΣΗ.pptx
 
πχγ6 1-δομηση
πχγ6 1-δομησηπχγ6 1-δομηση
πχγ6 1-δομηση
 
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr
ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ - ΤΑ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΠΡΟΤΥΠΑ - Bohr
 
Δομή του ατόμου 2 ppt.ppt
Δομή του ατόμου 2 ppt.pptΔομή του ατόμου 2 ppt.ppt
Δομή του ατόμου 2 ppt.ppt
 
Ατομικό πρότυπο του Bohr
Ατομικό πρότυπο του BohrΑτομικό πρότυπο του Bohr
Ατομικό πρότυπο του Bohr
 
2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη
2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη
2014 06 20 θεματα γ γενικης φυσικη
 
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)
Διαστατική ανάλυση και...μαύρες τρύπες (ΙΙ)
 

More from John Fiorentinos

ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣJohn Fiorentinos
 
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμης
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμηςΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμης
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμηςJohn Fiorentinos
 
ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑ
ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑ
ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑJohn Fiorentinos
 
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣJohn Fiorentinos
 
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥJohn Fiorentinos
 
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)John Fiorentinos
 
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)John Fiorentinos
 
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)John Fiorentinos
 
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)John Fiorentinos
 
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)John Fiorentinos
 
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)John Fiorentinos
 
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑJohn Fiorentinos
 
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣJohn Fiorentinos
 
ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.
 ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ. ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.
ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.John Fiorentinos
 
Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB
Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMBΟ ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB
Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMBJohn Fiorentinos
 
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)John Fiorentinos
 

More from John Fiorentinos (20)

ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΕΡΓΟ-ΙΣΧΥΣ
 
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμης
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμηςΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμης
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Η απλή περίπτωση της σταθερής δύναμης
 
ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑ
ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑ
ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΙΣΟΤΗΤΑ
 
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ
 
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
 
ΠΙΕΣΗ
ΠΙΕΣΗΠΙΕΣΗ
ΠΙΕΣΗ
 
ΔΥΝΑΜΕΙΣ
ΔΥΝΑΜΕΙΣΔΥΝΑΜΕΙΣ
ΔΥΝΑΜΕΙΣ
 
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΝΕΟ)
 
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)
ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΙΚΡΗ ΣΥΝΟΨΗ (ΑΝΑΝΕΩΜΕΝΟ)
 
ΚΥΜΑΤΑ (ΝΕΟ)
ΚΥΜΑΤΑ (ΝΕΟ)ΚΥΜΑΤΑ (ΝΕΟ)
ΚΥΜΑΤΑ (ΝΕΟ)
 
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Α)
 
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΠΙΕΣΗ (ΜΕΡΟΣ Β)
 
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Α)
 
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)
ΔΥΝΑΜΕΙΣ (ΜΕΡΟΣ Β)
 
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ
 
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΙΣΧΥΣ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
 
ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.
 ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ. ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.
ΗΛΕΚΤΡΙΣΗ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ.
 
Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB
Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMBΟ ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB
Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB
 
ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ
ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ
ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ
 
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)
ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ (ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ)
 

Από την αρχή της αντιστοιχίας στην κβάντωση της στροφορμής

  • 1. ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΒΑΝΤΩΣΗ ΤΗΣ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗΣ Στα επόμενα θα προσπαθήσουμε να αποδείξουμε την κβάντωση της στροφορμής στο ημικλασσικό μοντέλο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου. Στα περισσότερα εισαγωγικά βιβλία κβαντομηχανικής η κβάντωση της στροφορμής αναφέρεται σαν μια από τις δύο συνθήκες που εισήγαγε ο Bohr για το μοντέλο του υδρογόνου. Και βέβαια εύλογη είναι η απορία πως κατέληξε ο Bohr στη συγκεκριμένη συνθήκη, ή γιατί θεώρησε την στροφορμή ακέραιο πολλαπλάσιο του και όχι του h ή κάποιας άλλης σταθεράς. Αλλά ας δούμε πως περιγράφει ο ίδιος ο Bohr τις δύο «συνθήκες» του: Assumption I: That an atomic system can, and can only, exist permanently in a certain series of states corresponding to a discontinuous series of values for its energy, and that consequently any change of the energy of the system, including emission and absorption of electromagnetic radiation, must take place by a complete transition between two such states. These states will be denoted as the “stationary states” of the system. Assumption II: That the radiation absorbed or emitted during a transition between two stationary states is “unifrequentic” and possesses a frequency f, given by the relation: E ' E ''  hf (1)
  • 2. where h is Planck’s constant and where E ' and E '' are the values of the energy in the two states under consideration. (Niels Bohr in: Sources of Quantum Mechanics, B. L. Van Der Waerden, Dover Publications, Inc, New York, 1968). Βλέπουμε λοιπόν ότι στην πρώτη υπόθεσή του ο Bohr, δεν αναφέρεται ρητά στην κβάντωση της στροφορμής, αλλά στις επιτρεπτές «στάσιμες» καταστάσεις διακριτής ενέργειας στις οποίες μπορεί να υπάρξει το άτομο, το οποίο εκπέμπει ή απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μόνο κατά τη μετάβασή του από μια στάσιμη κατάσταση σε μια άλλη. Στη συνέχεια θα προσπαθήσουμε να δούμε πως από τις δύο παραπάνω συνθήκες του σε συνδυασμό με τη λεγόμενη αρχή της αντιστοιχίας, κατέληξε ο Bohr στην κβάντωση της στροφορμής. Στη θεωρία του Bohr θεωρούμε ότι το ηλεκτρόνιο του ατόμου περιστρέφεται σε μια «κλασσική» τροχιά, γύρω από τον πυρήνα (πρωτόνιο), με την ελκτική δύναμη του Coulomb να «παίζει» το ρόλο της αναγκαίας κεντρομόλου δυνάμεως. Έτσι λοιπόν έχουμε: ή F  m ak  e e2 2 k 2 m r r ή k mr (2) Έτσι λοιπόν η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι: K 1 e2 m 2  k 2 2r (3) Η δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου δίνεται από την σχέση: U  k e2 r Η ολική λοιπόν ενέργεια του ηλεκτρονίου (άθροισμα κινητικής και δυναμικής), είναι: (4)
  • 3. E  K U  k e2  e2  e2   k    k 2r  r  2r (5) Σημειώστε ότι η ολική ενέργεια είναι αρνητική , γεγονός που υποδηλώνει μια δέσμια κατάσταση για το σύστημα πρωτονίου-ηλεκτρονίου. Αυτό σημαίνει ότι για να αποσπασθεί ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο θα πρέπει να δοθεί ενέργεια ίση με: k e2 2r Από τη σχέση (5) βλέπουμε ότι η «κβάντωση» της ενέργειας επιβάλλει και την κβάντωση της ακτίνας. Επίσης από τη δεύτερη συνθήκη του Bohr (σχέση 1) βλέπουμε ότι η ενέργεια του εκπεμπόμενου φωτονίου κατά τη μετάβαση από μια επιτρεπτή τροχιά σε μια άλλη μικρότερης ενέργειας (και ακτίνας), δίνεται από τη σχέση: E ' E ''  hf ( E '  E '' ) , 1 1 1 hf  ke2 (  ) 2 r '' r ' ή (6) Ο Bohr, γνώριζε την διάσημη (εμπειρική) σχέση του Balmer που προέβλεπε σωστά τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας που εξέπεμπαν τα άτομα του υδρογόνου. Σύμφωνα με τη σχέση αυτή, τα μήκη κύματος μπορούσαν να υπολογισθούν μέσω του τύπου: 1 nm  RH ( 1 1  2) 2 m n (7) όπου τα n και m είναι ακέραιοι και όπου RH είναι η λεγόμενη σταθερά του Rydberg (σημειώστε ότι η σταθερά αυτή έχει διαστάσεις αντίστροφου μήκους και ότι συνήθως δίνεται σε cm1 ). Φυσικά, όπως είναι γνωστό, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας συνδέονται μέσω της θεμελιώδους εξίσωσης της κυματικής: cf (8)
  • 4. Έτσι λοιπόν η σχέση (7) μπορεί να πάρει την μορφή: hf nm  hcRH ( 1 1  2) 2 m n (9) Συγκρίνοντας τις σχέσεις (6) και (9) εύκολα γίνεται φανερό ότι η σχέση του Bohr παίρνει τη μορφή της σχέσης του Balmer αν οι επιτρεπτές ακτίνες ακολουθούν τον νόμο κβάντωσης: (10) rn  a0 n2 όπου η σταθερά a0 έχει (προφανώς) διαστάσεις μήκους και αναφέρεται σαν ακτίνα Bohr (μας δίνει τη μικρότερη δυνατή ακτίνα άρα και τη μικρότερη δυνατή ενέργεια δηλαδή τη θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου). Το ερώτημα λοιπόν που μπαίνει στη συνέχεια είναι: πως μπορούμε να υπολογίσουμε τη σταθερά a0 ; Στα περισσότερα εισαγωγικά βιβλία κβαντομηχανικής, όπως ήδη προαναφέραμε, το ερώτημα απαντάται μέσα από τη συνθήκη κβάντωσης της στροφορμής. Δηλαδή θεωρείται δεδομένο ότι η στροφορμή του ηλεκτρονίου πρέπει να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της σταθεράς δράσης του Planck διαιρεμένης δια 2π. Πράγματι: Θεωρώντας δεδομένη τη σχέση: mn (a0 n2 )  n (11) έχουμε: 2 2 mn (a0 n2 )  n  m2n a0 n4  n2 2 2 m2n a0 n2  2 Η σχέση (2) για την ταχύτητα του ηλεκτρονίου, γράφεται: 2  (12)
  • 5.  e k ke2 2  n  mr ma0 n 2 (13) Η (12) με τη βοήθεια της (13), γίνεται: m2 e2 k a 2 n2  2 0 ma0 n 2  mke2 a0  2 οπότε: a0  2 mke2 (14) Στη συγκεκριμένη παρουσίαση όμως δεν θεωρούμε «δεδομένη» τη σχέση κβάντωσης της στροφορμής (σχέση 11), αλλά θέλουμε να την εξάγουμε με τη βοήθεια της αρχής της αντιστοιχίας (correspondence principle) (όπως άλλωστε έπραξε και ο ίδιος ο Bohr). Σύμφωνα με την αρχή αυτή, οι προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής πρέπει να τείνουν στις αντίστοιχες της κλασσικής, στο όριο των μεγάλων κβαντικών αριθμών. Σύμφωνα λοιπόν με την Κλασσική Φυσική (Κλασσική Ηλεκτροδυναμική), το ηλεκτρόνιο πρέπει να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με συχνότητα αυτή της περιστροφής του. Όμως σύμφωνα με τη δεύτερη συνθήκη του Bohr (που συχνά τη λέμε και οπτική συνθήκη), η συχνότητα του εκπεμπόμενου φωτονίου δίνεται από τη σχέση (1). Αυτό λοιπόν που απαίτησε ο Bohr από την θεωρία του ήταν η συχνότητα του φωτονίου να τείνει στη συχνότητα περιστροφής του ηλεκτρονίου, για μεγάλες τιμές τιμές του κβαντικού αριθμού n, δηλαδή για τροχιές μεγάλης ακτίνας (σε σχέση με την ακτίνα Bohr a0 ). Η συχνότητα όμως περιστροφής του ηλεκτρονίου (στα επόμενα θα τη συμβολίζουμε ως f orb ), δίνεται από τη σχέση: f orb  n 2 rn ή
  • 6. f orb  n 2 a0 n 2 (16) Ακολούθως έχουμε: f 2 orb ke2 1  2 2 4 4 ma0 n a0 n 2 ή ke2 3 4 2 ma0 n6 (17) 2 f orb  (Ο ενδιαφερόμενος για παραπέρα λεπτομέρειες αναγνώστης παραπέμπεται στην εργασία: Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπομένου φωτονίου) Αντίστοιχα η συχνότητα του εκπεμπόμενου φωτονίου (στα επόμενα θα τη συμβολίζουμε με f rad για να τη διακρίνουμε από τη συχνότητα περιστροφής του ηλεκτρονίου f orb ) για μετάβαση μεταξύ των γειτονικών τροχιών n+1 και n, σύμφωνα με τη δεύτερη συνθήκη του Bohr θα δίνεται από την σχέση: 1 ke2 1 1 ( 2 ) 2 a0 n (n  1)2 ή 1 ke2 1 1 ( 2 )]2 2 2h a0 n (n  1) ή hf rad  2 f rad  [ 2 f rad  k 2e4 2n  1 2 [ 2 ] 2 2 4h a0 n (n  1)2 (18) Για μεγάλες τιμές του n, έχουμε: 2 lim f rad  k 2e4 2 2 ( ) 2 4h 2 a0 n3 2 lim f rad  k 2e4 1 2 h 2 a0 n6 n  n  ή (19) Σύμφωνα όμως με την αρχή της αντιστοιχίας, οι προβλέψεις της κβαντικής μηχανικής πρέπει να τείνουν στις αντίστοιχες της κλασσικής, στο όριο των μεγάλων τιμών του n.
  • 7. Έτσι εξισώνουμε την οριακή τιμή (για τα μεγάλα n) της f rad με αυτή της f orb και έχουμε: 2 2 lim f rad  f orb ή n  k 2e4 1 ke2  2 3 6 2 h 2 a0 n6 4 ma0 n a0  ή h2 1 4 2 mke2 a0  ή 2 (20) mke2 Ας υπολογίσουμε λοιπόν τώρα τη στροφορμή του ηλεκτρονίου στη n-οστή τροχιά του Bohr. Θα έχουμε: Από τη σχέση (13): 2 ke2   , και από την (20) a0  ma0 n 2 mke2 2 n  ke  2 2 ma0 . Συνδυάζοντας τις δύο αυτές σχέσεις προκύπτει: 2 n  2 ή 2 m2 a0 n 2 n  (21) ma0 n Η αντίστοιχη λοιπόν στροφορμή του ηλεκτρονίου είναι: L  mn rn  m Ln ma0 n a0 n 2 ή (22) Είδαμε λοιπόν πως ο Bohr, εκκινώντας από την σχέση του Balmer, κατάφερε μέσω των δύο συνθηκών του και με τη βοήθεια της αρχής της αντιστοιχίας, να φτάσει στην κβάντωση της στροφορμής.
  • 8. Με δεδομένη πλέον την τιμή της σταθεράς a0 μπορούμε να υπολογίσουμε και την ενέργεια του ηλεκτρονίου στη n-οστή στιβάδα και την σταθερά του Rydberg. Η ενέργεια είναι: En   1 ke2 1 1   ke2 2 rn 2 a0 n 2 En   ή mk 2e4 1 2 2 n2 (23) Για δε τη σταθερά Rydberg, από τη σχέση (9), για m  1και n   , παίρνουμε: mk 2e4 2 2 ή 2 2 mk 2e4 h3c (24) hcRH  RH  (Με RH  2,18.1018 J  13,6eV ) Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης, παραπέμπεται στο λήμμα της Wikipedia: Rydberg constant Johannes Rydberg
  • 9. Αξίζει να αναφέρουμε εδώ ότι η σχέση (7) προτάθηκε στα 1885 από τον Balmer, για την περίπτωση με m  2 , n  3 και γενικεύθηκε αργότερα στα 1888 από τον Rydberg για όλα τα δυνατά ζεύγη (m,n). Johann Jakob Balmer
  • 11. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ 1. Το πρότυπο του Bohr, όπως εισήχθη από τον Bohr το 1913 και παρά την βελτίωση του από τον Arnold Sommerfeld στα 1916 σήμερα (στα πλαίσια της κβαντομηχανικής) γνωρίζουμε ότι είναι εσφαλμένο. Σύμφωνα με την Κβαντομηχανική τα ηλεκτρόνια κάθε άλλο παρά κινούνται σε καθορισμένες τροχιές (Κεπλεριανού τύπου). Επίσης όταν το ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου βρίσκεται στο τροχιακό 1s (θεμελιώδης κατάσταση), έχει στροφορμή ίση προς το μηδέν. (Αυτό μπορούμε να το εξηγήσουμε απλά αν θυμηθούμε ότι το τροχιακό s παρουσιάζει σφαιρική συμμετρία και άρα η αναμενόμενη τιμή της στροφορμής είναι ίση με μηδέν). Αντιθέτως το μοντέλο του Bohr προβλέπει για τη στροφορμή του ηλεκτρονίου στη βασική στάθμη την τιμή . Παρόλα αυτά το πρότυπο του Bohr (πέρα της ιστορικής του αξίας) δίνει: α) Σωστές τιμές για την ενέργεια του ατόμου του υδρογόνου καθώς και των υπόλοιπων μονο-ηλεκτρονικών (υδρογονοειδών hydrogenlike) ιόντων. β) Σωστή εκτίμηση του μεγέθους του ατόμου (περίπου μισό Angstrom) τη στιγμή που η κλασσική Φυσική αδυνατούσε να δώσει μια τέτοια σωστή εκτίμηση [1], και γ) Μας παρέχει μια πρώτη εκτίμηση για την τιμή που παίρνουν μια σειρά από φυσικά μεγέθη (πχ. η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου) στο ατομικό επίπεδο. Επίσης δ) Με το πρότυπο του Bohr σε συνδυασμό με την «απαγορευτική αρχή» του Pauli έγινε κατανοητή σε μεγάλο βαθμό η συμπεριφορά των ατόμων και τελικά «Το περιοδικό Σύστημα των Στοιχείων» [2] ε) Αξίζει τέλος να αναφέρουμε την περιγραφή των επιτευγμάτων του Bohr, στην τριμερή δημοσίευση του 1913, όπως αναγράφεται
  • 12. στο βιβλίο: Σύγχρονη Φυσική, R. A. Serway, C. J. Moses, C. A. Moyer, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2000: «Αν και η θεωρητική περιγραφή των φασματικών γραμμών ήταν από μόνη της ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα, η ευρύτητα εφαρμογών και ο αντίκτυπος της μνημειώδους επιτυχίας του Bohr μπορούν αληθινά να διαπιστωθούν όταν αναλογισθεί κανείς ποια άλλα θέματα πραγματεύθηκε ο Δανός φυσικός στην τριμερή δημοσίευσή του του 1913: i) Εξήγησε τον περιορισμένο αριθμό γραμμών που παρατηρούνται στο φάσμα απορρόφησης του υδρογόνου σε σύγκριση με το φάσμα εκπομπής ii) Εξήγησε την εκπομπή ακτίνων Χ από τα άτομα iii) Εξήγησε την πυρηνική προέλευση των σωματιδίων β iv) Εξήγησε τις χημικές ιδιότητες των ατόμων μέσω του μοντέλου των ηλεκτρονικών στιβάδων v) Εξήγησε πως τα άτομα συνδέονται για να σχηματίσουν μόρια.» [11] 2. Στην εργασία θεωρήσαμε το πρωτόνιο ακίνητο κάτι που σε πρώτη προσέγγιση επιτρέπεται μιας και το πρωτόνιο είναι περίπου 2000 φορές βαρύτερο από το ηλεκτρόνιο. Διαφορετικά πρέπει να δουλέψουμε με την ανηγμένη μάζα του συστήματος πρωτονίου-ηλεκτρονίου. Αν λοιπόν m είναι η μάζα του ηλεκτρονίου και Μ η μάζα του πρωτονίου, η ανηγμένη μάζα είναι:  mM mM (25). Τότε (για λεπτομέρειες: Introduction to Quantum Mechanics, B. H. Bransden and C. J. Joahain, Longman Scientific & Technical, 1990): Η συνθήκη κβάντωσης της στροφορμής γράφεται:
  • 13. L   r  n n  1, 2,3,... , (26) Η (πρώτη) ακτίνα Bohr γίνεται: a  m  (27) a0 Οι υπόλοιπες επιτρεπτές ακτίνες δίνονται (κανονικά) από τη σχέση: rn  a n 2 (28) Και τέλος οι ενεργειακές στάθμες καθίστανται: En    k 2e4 1 2 2 n2 (29) (Δηλαδή στη σχέση (23) αντικαθιστούμε το m με μ). 3. Η μονάδα cm1 ονομάζεται Kaiser (αν και κανείς δεν χρησιμοποιεί αυτή την ονομασία) [5] 4. Έχει ενδιαφέρον να δούμε ποιες είναι οι μέσες (αναμενόμενες) τιμές που δίνει η (μη-σχετικιστική) κβαντομηχανική (Schrodinger), για διάφορες εκφράσεις του r k . Έχουμε λοιπόν: r  r2  a0 [3n 2  l (l  1)] 2 2 a0 n2 [5n2  1  3l (l  1)] 2 1 1  r a0 n 2 1 1  2 1 r 2 a0 n3 (l  ) 2 (30.α) (30.β) (30.γ) (30.δ)
  • 14. Σε όλες τις παραπάνω εκφράσεις ο αριθμός n παίρνει τις τιμές n  1, 2,3,... ενώ ο l τις τιμές l  0,1, 2,...n 1. Για ιστορικούς λόγους (από την εποχή που η μελέτη των ατομικών φασμάτων οδηγούσε στην ταξινόμηση των παρατηρούμενων φασματικών γραμμών), οι διάφορες τιμές του l παρουσιάζονται με γράμματα του λατινικού αλφαβήτου, δηλαδή: l 0s l 1 p l2d l 3 f l4 g [13] Παρατηρούμε λοιπόν ότι για τη θεμελιώδη κατάσταση του ατόμου του υδρογόνου (σχέση 30.α), δηλαδή για n  1 και l  0 (τροχιακό 1s), η μέση τιμή του r είναι 3 a0 2 και όχι a0 . Ίσως το γεγονός μας εκπλήσσει αν σκεφτούμε ότι οι ενεργειακές στάθμες, υπολογιζόμενες και με Bohr και με Schrodinger ταυτίζονται. Όμως πρέπει να λάβουμε υπ’ όψη μας ότι στον τύπο της ενέργειας υπεισέρχεται το παρατηρήστε (σχέση 30.γ, για n  1 ) ότι η μέση τιμή του 1 και όχι το r . Και r 1 1 είναι (όπως πρέπει) r a0 Έχει ενδιαφέρον να δείξουμε ότι πράγματι η μέση τιμή του [3 ] 1 1 είναι ίση με . Για το r a0 σκοπό αυτό θα χρειασθούμε την κυματοσυνάρτηση που περιγράφει το άτομο του υδρογόνου στη βασική του στάθμη. Αυτή είναι:   e r a0 3 2 0 a Θα έχουμε λοιπόν: 1 1 1 2     ( )dV    dV r r r V V ή
  • 15.   2  1 1 e     ( r r r 0  0  0 r a0 3 2 0 ) 2 r 2 sin  drd d (31) a Τώρα:   d  2  0   sin  d  [ cos ]   0 2 0  e 2 r a0 1 0 r  a03 dr   a03 r   re r 0 2 r a0 2 r 2 r 2 2 a0 a0 r a0  1 1 a0 1 dr  3 [ e  e ]0  3   a0 4 2  a0 4 4 a0 Αντικαθιστώντας στην (31) έχουμε: 1 1 1  4  r 4 a0 a0 (32) 5. Έτσι για διασκέδαση ας επιχειρήσουμε να εφαρμόσουμε τις συνθήκες κβάντωσης του Bohr, στην περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο. Ας ονομάσουμε m και Μ τη μάζα του Ήλιου. Τώρα το ρόλο της κεντρομόλου δύναμης παίζει η βαρυτική έλξη ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο, οπότε η ποσότητα ke2 πρέπει να αντικατασταθεί από την ποσότητα GmM . Η ακτίνα λοιπόν της τροχιάς γράφεται: n2 2 n2 2 rn   mGmM Gm2 M (33) Ο αντίστοιχος «κβαντικός αριθμός» n , θα είναι: n m rnGM Θεωρώντας λοιπόν της τιμές: m  6.1024 Kg (34)
  • 16. G  6,67.1011 m3 Kg 1s 2 M  1,99.1030 Kg rn  1, 49.1011 m  1,06.1034 Js και αντικαθιστώντας στην (34), παίρνουμε: n  2,5.1074
  • 17. That this insecure and contradictory foundation [of physics in the years from 1910 to 1920] was sufficient to enable a man of Bohr’s unique instinct and tact to discover the major laws of the spectral lines and of the electron shells of the atoms together with their significance for chemistry appeared to me like a miracle — and appears to me as a miracle even today. This is the highest form of musicality in the sphere of thought. Albert Einstein
  • 18. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Κβαντομηχανική Ι, Στέφανος Τραχανάς, Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 1985. 2. Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική, Κυριάκος Ταμβάκης, Leader books, Au;hna 2003 3. Σύγχρονη Φυσική, Arthur Beiser, εκδόσεις τυπωθήτω-Γ. Δαρδανος, Αθήνα 2001 4. Fundamentals of Modern Physics, R. M. Eisberg, John Wiley & sons, 1961 5. Topics in Atomic Physics, C. E. Burkhardt and J. J. Leventhal, Springer 2006 6. Niels Bohr in: Sources of Quantum Mechanics, B. L. Van Der Waerden, Dover Publications, Inc, New York, 1968 7. An Introduction to Quantum Physics, A. P. French, E. F. Taylor, W. W. Norton & Company, New York 1978. 8. Classical Electrodynamics, W. Greiner, Springer, 1998 9. Introduction to Electrodynamics, D. Griffiths, Prentice Hall, 1989 10. Course of Theoretical Physics - Vol 3 Quantum Mechanics - nonrelativistic theory 3rd ed, L. Landau, E. Lifshitz 11. Σύγχρονη Φυσική, R. A. Serway, C. J. Moses, C. A. Moyer, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2000. 12. Introduction to Quantum Mechanics, B. H. Bransden and C. J. Joahain, Longman Scientific & Technical, 1990 13. Theory and Proflems of Quantum Mechanics, Y. Peleg-R. Pnini-E. Zaarur, McGraw-Hill1998. 14. Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics, Martinus Veltman, World Scientific, 2003
  • 19. ΑΝΑΦΟΡΕΣ 1. Χρόνος κατάρρευσης του κλασσικού ατόμου 2. Το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου 3. Συχνότητα περιστροφής ηλεκτρονίου και συχνότητα εκπεμπόμενου φωτονίου 4. Ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου. 5. Χρόνος κατάρρευσης του κλασσικού ατόμου (Παρουσίαση) 6. Προβλήματα κβαντομηχανικής με τη βοήθεια υπερσυμμετρικών μεθόδων 7. Rydberg constant 8. Johannes Rydberg 9. Johann Jakob Balmer 10. Correspondence principle 11. Niels Bohr ΑΘΗΝΑ, ΑΠΡΙΛΗΣ 2012 ΦΙΟΡΕΝΤΙΝΟΣ ΓΙΑΝΝΗΣ