“Trạng thái giới hạn nguyên tử”là lịch trình mô phỏng nguyên lý tạo thành những trạng thái giới hạn của vi hạt trong hố thế cũng như electron vào nguyên tử. Xemchương trìnhnày, họ sẽ hiểu tại sao các phân tử trong link chỉ có các trạng thái rời rạc với mức tích điện xác định. Đây làchương trìnhdành đến giáo dục, phục vụ sinh viên năm 2, năm 3 cùng những chúng ta quan tâm.
Bạn đang xem: Trạng thái dừng của nguyên tử
Với giao diện dễ dàng và đơn giản cho dễ dàng sử dụng, chương trình sử dụng đến một loạt các phép toán phức tạp về số phức, gửi pha, chuyển hệ toạ độ… nhằm trang bị cho sóng lan truyền có công dụng phản xạ trên bất cứ vật cản như thế nào nó gặp gỡ phải.
Mô rộp sự hình thành trạng thái giới hạn nguyên tử
1 file(s) 308.57 KB
tải về
Video minh hoạ
Nguyên lý buổi giao lưu của chương trình
Theo Louis de Broglie, từng hạt hoạt động tự do, tức vận động thẳng đều, tương tự với một sóng hình sin tất cả dạng: (psi(x,t)=Ae^-i(kx-omega t)), trong các số đó (k=2pi/lambda), cùng với (lambda) là bước sóng. Ông cho rằng bước sóng này liên hệ với xung lượng của hạt theo hệ thức:
trong kia (h) là hằng số Planck, (p) là xung lượng liên hệ với rượu cồn năng (T) theo hệ thức:
Mặt khác tổng rượu cồn năng và vậy năng là năng lượng toàn phần ko đổi:
Như vậy khi hạt chuyển động trong trường nuốm năng trở thành đổi, động năng cũng phát triển thành đổi, dẫn mang lại xung lượng cũng biến đổi. Vì vậy bước sóng của phân tử cũng biến đổi trong không gian:
Có được chế độ đó, ta hoàn toàn có thể tính được sự lan truyền của sóng de Broglie qua 1 barrier (rào cản), 1 phần sẽ đi qua, còn một trong những phần phản xạ ngược lại.
Mô phỏng sự ra đời trạng thái dừng
Trên hình 1, tích điện của phân tử đủ phệ để sóng rất có thể truyền qua, dẫu vậy vẫn bị sự phản xạ lại một phần.
Trường hợp miêu tả trên hình 2, tích điện của hạt thấp hơn giá bán trị cần có để thừa qua được bức tường. Sóng de Broglie cần thiết truyền qua được với bị dội ngược toàn phần theo hướng ngược lại.Tuy vắt vẫn có một trong những phần nhỏ sóng-hạt bị thấm qua bên đó vách. Xem xét rằng bây giờ đã hình thành sóng dừng. Phần hạt bị ngấm qua vách cũng chính là sóng dừng, không trở nên sự lan truyền làm mất mát.
Phát triển ý tưởng phát minh theo phía đó, ta xây cất hố cầm tạo vị 2 barrier đối nghịch nhau như hình 3. Mặc dù mô hình này dễ dàng nhưng nó phản ảnh nét tương tự như của một phân tử electron kết nối trong nguyên tử.
Khi phân tử có tích điện thấp rộng miệng hố, nó sẽ lần lượt bị bức xạ toàn phần trường đoản cú barrier này thanh lịch barrier kia. Mỗi lần phản xạ như vậy sẽ tạo ra sóng dừng. Mà lại thường sóng dừng bởi vì phản xạ bên trái không trùng với sóng dừng vì phản xạ mặt phải. Cho nên vì thế trạng thái sóng hết sức hỗn loạn, không ổn định. Nó tương ứng với năng lượng ngẫu nhiên nào đó. Phần khoanh tròn bên trên hình 3 miêu tả nét đứt gãy không hoà phù hợp của nhị sóng bội phản xạ.
Nhưng ví như hạt có một năng lượng khẳng định nào đó, thế nào cho bước sóng của nó bao gồm độ nhiều năm thích hợp, những lần phản xạ qua về giữa hai tường ngăn sẽ mang đến ra bức tranh giao thoa tổng thể và toàn diện hài hoà. Lúc ấy sóng đã tuyệt đối “dừng”. Ta gọi đấy là trạng thái dừng của hạt. Nó nối sát với sóng dừng với một nút năng lượng xác định (hình 4).
Sóng này vẫn vận động thay đổi theo thời gian, tuy thế theo quy luật xê dịch điều hoà. Nó đứng yên ổn tại địa điểm chứ ko chạy. Phương trình của sóng này còn có dạng:
trong đó (Psi(x)) là hàm số biên độ của dao động. Hàm số này là nghiệm của phương trình dừng Schrodinger.
Electron trong nguyên tử cũng hoạt động trong một hố thế hình thành bởi vì trường Coulomb của hạt nhân.Chỉ với phần đông mức năng lượng xác định nào đó, sóng electron mới bao gồm chiều nhiều năm thích phù hợp với kích thước của hố vậy hạt nhân.
Chương trình này có thiết kế nhằm góp ta thấy được sự thay đổi liên lục và tiếp tục sự đổi khác các tinh thần của hạt, giữa những trạng thái dừng với trạng thái hốn loạn với giữa các trạng thái dừng với nhau. Bên trên hình 5 chỉ ra các mức năng lượng có chức năng tạo cần trạng thái dừng cho vi hạt. Ta thấy rằng, ở trạng thái khớp ứng với mức năng lượng toàn phần tốt nhất, tích điện ấy không phải bằng không. Điều này không giống với hạt trong hố thay cổ điển, khi mức tích điện thấp nhất nên nằm ngang đáy hố.
Xem thêm: Viết Đoạn Văn Tả Cảnh Biển Lớp 5 Hay Nhất, Top 16 Bài Tả Cảnh Biển Lớp 5 Siêu Hay
Nếu phân tử có năng lượng cao rộng miệng hố, nó đã thoát ra ngoài (hình 6). Dẫu vậy khác với kiểu dáng hạt truyền thống vốn vẫn bay toàn thể về một hướng nào đó, phân tử theo quan điểm cơ học lượng tử lại y hệt như một đám mây mù, nó bị loang ra 2 bên do khi va chạm với những barrier, chỉ 1 phần sóng chạy ra ngoài, phần còn lại phản xạ. Tương tự như thế, phần bức xạ ấy lại tràn qua phía bờ mặt kia làm mất mát góp thêm phần nữa, một tỉ lệ trong những đó lại phản nghịch xạ quay trở lại hố. Cứ cố và cứ thế, “đám mây” hạt sẽ dần tản non đi và mất tích ra xung quanh.