Mavzu-14. Kvant mexanikasining elementlari. Moddaning to‘lqin xususiyatlari. De-Broyl gipotezasi. Atomning magnit xususiyatlari. Yadroning magnit momenti. Pauli prinsipi. Mendeleyevning kimyoviy elementlar davriy jadvali. Reja

Mavzu-14. Kvant mexanikasining elementlari. Moddaning to‘lqin xususiyatlari. De-Broyl gipotezasi. Atomning magnit xususiyatlari. Yadroning magnit momenti. Pauli prinsipi. Mendeleyevning kimyoviy elementlar davriy jadvali.
Reja:
1. Moddaning to‘lqin xususiyatlari. De-Broyl gipotezasi.
2. Atomning magnit xususiyatlari. Yadroning magnit momenti.
3. Pauli prinsipini tushuntiring.
4. Mendeleyevning kimyoviy elementlar davriy jadvali.
Xulosa


Tayanch iboralar: Zarralarning to‘lqin xossalari, Lii- de-Broyl gepotezasi, Elektron buluti, korpuskulyar-to‘lqin dualizmi, noaniqlik munosabati, pauli prinsipi,

1.Moddaning to‘lqin xususiyatlari. Lii de-Broyl gepotezasi. Biz yorug‘likning elektromagnit to‘lqinlardan iborat ekanligini, uning interferensiyasini, dispersiyasini va qutblanishi hodisalarini ko‘rib chiqdik. Yorug‘lik to‘lqinlarga xos bo‘lgan barcha xarakteristikalarga egaligi va elektromagnit to‘lqinlar shkalasidagi ma’lum oraliqda joylashgan to‘lqinlardan iboratdir. Bundan tashqari issiqlikdan nurlanish va fotoeffekt hodisalarni tushuntirish yorug‘likni fotonlar oqimidan iboratligini ta’qoza etadi. Bu hodisalarni faqat yorug‘likning korpuskulyar nazariyasi asosida tushuntirish mumkin.
Yorug‘likning to‘lqin, ham korpuskulyar tabiatga ega ekanligidan uning korpuskulyar-to‘lqin dualizmining to‘g‘ilishiga sabab bo‘ldi.
Yorug‘lik materianing murakkab shakli bo‘lib, u ikki xil ham korpuskulyar, ham to‘lqin tabiatga egadir. Bunda yorug‘likning korpuskulyar-to‘lqin dualizmi ddi.
Foton uning energiyasi va chastotasi orasidagi E=hν munosabat, foton mavjudligini o‘zi bevosita dualizmi bilan bog‘liqligiga asos soldi. Agar foton shunday xususiyatga ega ekan, unda boshqa zarralar, elektron ham shunday korpuskulyar-to‘lqin dualizm xususiyatiga ega emasmi fransuz fizigi Lii de-Broyl 1923 yilda korpuskulyar-to‘lqin dualizmning universalligi haqidagi gepotezani ilgari surdi. Uning fikriga nafaqat foton, balki elektron va boshqa zarralar ham korpuskulyar xossalar bilan bir qatorda to‘lqin xossalarga ham egadir.
Har bir zarra, bir tomondan, energiya (Е) va impuls (Р) kabi korpuskulyar kattaliklar bilan xarakterlansa, ikkinchi tomondan, chastota (ν) va to‘lqin uzunligi (λ) kabi to‘lqin kattaliklar bilan harakterlanadi. Ular orasidagi munosabat quyidagicha:
Е=hν, P=h/λ (1)
Broyl fikricha (1) ifoda har qanday zarra uchun ham o‘rinlidir. Impulsga ega bo‘lgan har qanday zarracha to‘lqin uzunligi
λ=h/P (2)
2.Kvant mexanikasi haqida tushuncha. Lii de-Broylning zarralar to‘lqin xususiyatiga egaligi haqidagi nazariyasi esa ularning bu xususiyatlarini hisobga olib yangi nazariya yaratishga turtki bo‘ldi. Bunday nazariyani 1925-26 yillarda nemis fizigi V. Geyzenberg tomonidan yaratilgan kvant mexanikasidir.
Kvant mexanikasida moddalarning ikki xil xususiyati: Kattaliklarning kvantlanishi va zarralarning to‘lqin xususiyatlari mujassamlangan. Plank doimiysining qiymatini hisobga olish zarur bo‘lgan chegaradan boshlab kvant mexanikasi qonunlari ishlay boshlaydi.
Kvant mexanikasi yordamida atomlar elektron qobiqlarining tuzilishi va xossalariga tegishli har qanday savolga javob berishi mumkin. Harakatlanayotgan zarra korpuskulyar-to‘lqin dualizmiga ega bo‘lganligi uchun bir paytning o‘zida uning koordinatasi x va impulsi Р_х larni aniqlashning imkoni yo‘q. Geyzenbergning ko‘rsatishicha yuqoridagi kattaliklarni aniq topishning ma’lum chegarasi mavjud.
Agar ∆х bilan koordinatani aniqlashdagi noaniqlikni ∆Р_х bilan impulsni aniqlashdagi noaniqlikni belgilasak bu munosabat quyidagicha.
(3)
Bu munosabat Geyzenbergning noaniqlik munosabati ddi. Bu munosabatdan ko‘rinib turibdiki, koordinata qanchalik aniq topilsa (∆х 0) impulsni aniqlashda shunchalik katta xatolikka yo‘l quyiladi. (∆Р→∞) va teskarisi. Bu noaniqlik munosabatini energiya (Е) va vaqt (t) uchun ham yozish mumkin.
∆Е (4)
Agar ∆х· ∆р ko‘paytmasining kattaligi Plank doimiysi bilan solishtiriladigan son bo‘lsa, zarraning holati kvant mexanikasi qonunlari yordamida o‘rganiladi. Agar ∆х· ∆р kupaytma Plank domiysidan juda katta bo‘lsa, zarraning holati klassik fizika qonunlari yordamida o‘rganiladi.
4.Elektron buluti. Biz zarraning u yoki bu joyda bo‘lishi ehtimoli uning holat funksiyasi ψ ning kvadrati ψ² bilan aniqlanadi. Ψ funksiya zarraning kvant mexanikasidagi Shredenger tenglamasining yechimi. Zarraning ma’lum joyda bo‘lishi o‘z ma’nosini yo‘qotsa, elektronning ma’lum orbita bo‘lib harakatlanishi haqidagi fikr va atomning planetar modeli ham o‘z ma’nosini yo‘qotadi. Elektronning atomda bo‘lishi ehtimolligining zichligi “elektron buluti” bilan ish ko‘rishga to‘g‘ri keladi. Elektron bulutining zichligi uning ma’lum joyda bo‘lishining o‘lchovidir.
Elektron bulutining shakli, kattaligi va fazodagi o‘rni kvant sonlari bilan aniqlanadi. Elektronning atomdagi holati uchta: n- bosh, ℓ-orbital, m-magnit kvant sonlari bilan harakterlanadi.
Bosh kvant soni n- elektronning atomdagi energetik sathlarini aniqlaydi. Istalgan butun qiymatlarni qabul qilish mumkin. (n=1,2,3,...)
Orbital kvant soni ℓ-elektron impuls momentining qiymatlarini aniqlaydi va elektron bulutining shaklini xarakterlaydi.U ℓ=0,1,2,…(n-1) cha qiymatlarini qabul qilishi mumkin.
Magnit kvant soni m-elektron impuls momentining berilgan yo‘nalishdagi proyeksiyalarini aniqlaydi va elektron bulutining fazodagi o‘rnini harakterlaydi. m=0, qiymatlarni qabul qilishi mumkin.
Elektronning spin momenti (S)kvant soniga ham ega. Elektron faqat 2 xil S= spin kvant soniga ega. Elektronning atomdagi holati to‘rtta n,ℓ,m,S Kvant sonlari bilan harakterlanadi.
Pauli prinsipi. Svetsariyalik fizik V. Pauli atom fizikasi uchun muhim bo‘lgan quyidagi qoidani aniqladi. Bitta atomda to‘rtta kvant soni (n,ℓ,m,S) bir xil bo‘lgan ikkita elektron bo‘lishi mumkin emas. Bu qoida Pauli prinsipi ddi. Bunga asosan bosh kvant soni n бўлган ҳолатда hammasi bo‘lib 2n² ta elektron bo‘lishi mumkin.
Bosh kvant soni n-bir xil bo‘lgan elektronlar bitta elektron qobiqni tashkil qiladi va quyidagicha belgilanadi.
n=1, K qobiq
n=2, L qobiq
n=3, M qobiq
n=4,N qobiq