Квантовые числа. 1s-состояние электрона в атоме водорода. Спин электрона - Ядерная физика

В атомной физике, состояние электрона, характеризующееся квантовыми числами l=0, называют s-состоянием l=1 — p-состоянием, l=2 — d-состоянием и т. д. Значение главного квантового числа (n) указывается перед условным обозначением орбитального квантового числа.

1s-Состояние электрона в атоме водорода

1s-Состояние электрона в атоме водорода является сферически-симметричным, т. е. не зависит от углов θ и φ. Волновая функция ψ электрона в этом состоянии определяется только расстоянием r электрона от ядра:

-первый боровский радиус

Расстояние от ядра, на которых электрон может быть обнаружен с наибольшей вероятностью равен первому боровскому радиусу. Благодаря сферической симметрии вероятность обнаружения электрона на расстоянии r одинаково по всем направлениям. Казалось бы, квантово-механический расчет дает полное согласие с теорией Бора. Однако, согласно квантовой механике, вероятность при r1 лишь достигает максимума, оставаясь отличной от нуля во всем пространстве.

Спин электрона

В 1922 г. было обнаружено, что узкий пучок атомов водорода, заведомо находящихся в 1s-состоянии, в неоднородном магнитном поле расщепляется на два пучка.

В этом состоянии момент импульса электрона равен нулю. Магнитный момент атома, связанный с орбитальным движением электрона, пропорционален механическому моменту, поэтому он равен нулю и магнитное поле не должно оказывать влияния на движение атомов водорода в основном состоянии, т. е. расщепления быть не должно. Затем, было обнаружено расщепление спектральных линий водорода.

Для объяснения тонкой структуры спектральных линий было предположено, что электрон обладает собственным неуничтожимым механическим моментом импульса, не связанным с движением электрона в пространстве, спином. ... остальная часть текста, формулы, таблицы, изображения скрыты