Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"
Download 18.1 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Ё102. Elektronun spinə malik olması ideyasını doğuran faktlar
- Шякил 102.2.
|
Шякил 101.1. Enerji səviyyələrinin maqnit sahəsində parçalanmasının tədqiqinə aid təcrübələr 1921-ci ildə Ştern və Qerlax tərəfindən qoyulmuşdur. Həmin təcrübələr haqqında bir qədər sonra bəhs ediləcəkdir. İndi isə orbital maqnit momentinin fəzada necə yönəlməsini müəyyən edək. Elektronun orbital hərəkəti nəticəsində yaranan µ
orbital maqnit momentinin ədədi qiyməti (101.19), orbital maqnit momentinin z oxu üzrə µ
proyeksiyası isə (101.18) düsturu ilə təyin olunur. (101.18) düsturundan görünür ki, orbital maqnit momenti vektorunun fəzada 2l+1 sayda müxtəlif cür yönəlməsi mümkündür və bu,
r orbital mexaniki momentin yönəlmisinə uyğundur /bax: (101.5)/. Aydındır ki, l M r vektorunun hər hansı seçilmiş istiqamət, məsələn, z oxu ilə əmələ gətirdiyi bucaqlar ( ) l lz l M M M z r r r = ^ cos 0
(101.23) düsturu ilə tapıla bilər. Burada 0
l M z r r ^ 0 isə
l M r vektoru ilə z oxu arasında qalan bucaqdır. M lz =ħm l və
( ) 1 + = l l M l h r olduğunu (101.23)-də yazaraq
( ) ( ) 1 ^ cos 0 + = l l M M z l l r r (101.24) alırıq. Buradan görünür ki,
r orbital mexaniki momentin və deməli, l µ r orbital maqnit momentinin z oxu ilə əmələ gətirdiyi bucaq kəsilməz deyil, diskret qiymətlər alır. m l
kvant ədədinin ən böyük mütləq qiyməti m l =l olduğundan, (101.24) düsturundan görünür ki, (
r r ^ 0 ) bucağı sıfra və ya π -yə bərabər ola bilməz, yəni l M r vektorunun dəqiq olaraq 668
müəyyən istiqamətdə yönəldiyini demək olmaz. Bu da aydındır, çünki belə olsaydı, onda l M r vektorunun modulunu və onun yönəlməsini (istiqamətini) bilərək, biz onun koordinat oxları üzrə üç proyeksiyasının hamısını dəqiq təyin edə bilərdik. Bu isə
operatorları üçün (77.20) qeyri-kommutativlik münasibətlərinə zidd olardı. Orbital maqnit momentinin (mexaniki momentin) mümkün olan müxtəlif istiqamətləri 101.2 şəklində sxematik olaraq göstərilmişdir. Maqnit momenti vektorunun fəzada yönəlməsinin bu diskretliyi fəza kvantlanması adlanır. Fəza kvantlanmasının mövcud olduğunu təsdiq edən təcrübi faktlar çoxdur və onlardan biri haqqında bir qədər əvvəl bəhs edilmişdir.
ˆ , ˆ , ˆ l M r orbital moment vektorunun dekart proyeksiyalarının üçünün də eyni zamanda ölçülə bilməməsinin, yalnız onun l M r modulunun və proyeksiyalarından birinin eyni zamanda ölçülə bilməsini əyani olaraq aşağıdakı kimi şərh etmək olar. Fərz edək ki, l M r
vektoru seçilmiş istiqamət ətrafında presessiya edir (şəkil 101.3). Aydındır ki, bu halda l M r vektorunun yalnız z oxu üzrə proyeksiyası müəyyən qiymət alır. z z M l M r
z M l M r
z lz µ
µ r
lz µ
µ r
Presessiya oxuna perpendikulyar olan müstəvi üzərində yerləşmiş digər iki proyeksiya isə qeyri-müəyyən qalır. Bir daha qeyd edək ki, kvant mexanikasında orbital mexaniki moment haqqında təsəvvürün klassik mexanikada bu barədə təsəvvürdən kəskin fərqi ondan ibarətdir ki, s– halda orbital moment sıfra bərabərdir. Klassik təsəvvürlər baxımından bu faktı heç cür izah etmək olmur. Qeyd edək ki, (101.19) ifadəsindən göründüyü kimi, s–halda (l=0) elektronun orbital maqnit momenti də sıfra bərabərdir.
Ё102. Elektronun spinə malik olması ideyasını doğuran faktlar Məlumdur ki, qələvi metalların spektrlərində seriyaların hidrogenəbənzər atomların spektral seriyaları ilə müqayisədə müşahidə olunan müxtəlifliyi l kvant ədədinə görə cırlaşmanın aradan qalxması ilə izah olunur (Ё100). Belə ki, n baş kvant ədədinin eyni bir qiymətində l orbital kvant ədədinin mümkün olan qiymətləri ilə bir-birindən fərqlənən enerji səviyyələri, yəni hidrogenəbənzər atomlarda üst-üstə düşən bu enerji səviyyələri qələvi metal atomlarında müxtəlif səviyyələr olurlar. Başqa sözlə, hər bir R/n 2 termi bu 669
term üçün n baş kvant ədədinin verilmiş qiymətinə uyğun olaraq l orbital kvant ədədinin ala bildiyi n sayda (l=0,1,2,…,n-1) müxtəlif termlərə parçalanır. Deməli, n=1 olduqda bir dənə 1s termi, n=2 olduqda iki dənə müxtəlif 2s və 2p termləri, n=3 qiymətində isə üç dənə 3s, 3p, 3d müxtəlif termləri alınır və s. Bu termlərin sayı qələvi metalların spektrlərindəki bütün seriyaların (baş, kəskin, diffuz və əsas) mənşəyini izah etmək üçün kifayətdir. Bu qayda ilə, məsələn, litium atomunun spektrində nə üçün iki dənə müxtəlif 2s–np və 2p–ns seriyaları müşahidə olunduğunu izah etmək mümkündür. Hidrogenəbənzər atomların spektrlərində isə bu termlərin həmin kombinasiyaları eyni bir seriyanı, yəni Balmer seriyasını verir. Lakin məlum oldu ki, spektral seriyaların yaranmasını izah etmək üçün termlərin yararlı olan bu sayı, həmin spektral seriyaların xətlərinin incə quruluşunu (spektral xəttin bir neçə komponentdən ibarət olması bu xəttin incə quruluşu adlanır) izah etmək üçün kifayət deyildir. Belə ki, qələvi metalların spektrlərini yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik olan spektroskopik cihazlarla təhlil edərkən müəyyən edildi ki, şüalanma spektrində hər bir xətt əslində bir-birinə yaxın yerləşmiş iki xətdən ibarətdir, yəni dubletdir. Belə də demək olar ki, hər bir xətt iki xəttə parçalanmışdır. Bu parçalanma aydın ifadə olunan aşağıdakı qanunauyğunluğa tabedir: a) baş seriyanın xətlərində parçalanma kəmiyyətcə sabit olmayıb, xətdən-xəttə dəyişir; b) kəskin və diffuz seriyaların xətlərində parçalanma kəmiyyətcə eynidir. Dublet quruluşa malik olan spektral xəttə ən parlaq misal olaraq natriumun spektrindəki baş seriyanın baş xəttini (sarı D–xəttini) göstərmək olar. Bu xətt dalğa uzunluqları arasındakı fərq ∆ λ ≈6 Å olan ( λ 1 =5889,953 Å və ( λ 2 =5895,930 Å) iki komponentdən ibarətdir. Qeyd edək ki, bütün qələvi metal atomlarının spektrlərindəki baş seriyaların (p–seriya) xətləri bu cür dublet quruluşa malikdir. Lakin atomun sıra nömrəsi artdıqca dubletin komponentləri arasındakı məsafə xeyli artır və sezium (z=55) atomunda ∆ λ
Belə ki, dubletin iki parlaq xəttindən başqa digər zəif bir xətt də vardır və beləliklə, mürəkkəb dublet meydana çıxmış olur. Həm sadə, həm də mürəkkəb dubletləri izah etmək üçün gərək fərz olunsun ki, s səviyyələr bir qat, p–, d–, f–, … səviyyələr isə iki qatdır. Yəni, məsələn. Na atomunda bir dənə 3p deyil, iki dənə 3p 1 və 3p 2 , Cs atomunda bir dənə 6p deyil, iki dənə 6p 1 və 6p 2 səviyyəsi vardır və s. Bəs səviyyələrin bu ikiləşməsi necə yaranır? Bax, bu suala Şredinger tənliyi cavab vermir. Bundan başqa anomal Zeyeman effekti (Ё125) və bir sıra digər hadisələr də vardır ki, onları izah etmək üçün nə isə yeni bir ideya tələb olunurdu. Həmin dövrdə bu ziddiyyətli vəziyyətlə əlaqədar olaraq hansı çətinliklərin yarandığını təsəvvür etmək indi çox çətindir. Məsələn, fərz olunurdu ki, qələvi metal atomlarının termlərinin dubletliyi atomun gövdəsinin (nüvə plyus z-1 sayda elektron) sıfırdan fərqli orbital momentə malik olmasının nəticəsidir. Lakin Pauli göstərdi ki, bu fərziyyə çoxelektronlu atomların quruluşu üçün o dövrdə qəbul olunmuş təbəqəli modelə kəskin şəkildə ziddir. Bor tərəfindən irəli sürülən bu modelə görə çoxelektronlu atomlarda elektronlar nüvəni əhatə edən qapalı təbəqələr təşkil edir və burada qapalı sözü onu göstərir ki, həmin təbəqələrə yeni elektronlar birləşə bilməzlər. Həmin modelin Pauli tərəfindən təhlili nəticəsində məlum oldu ki, qapalı elektron təbəqəsi üçün həm orbital mexaniki, həm də orbital maqnit momenti sıfra bərabər olmalıdır. Qələvi metalların atomlarında isə optik elektrondan başqa digər bütün elektronlar məhz belə qapalı təbəqələrdə yerləşdiyindən və bu təbəqələr də qələvi metal atomunun gövdəsinə daxil olduğundan, belə çıxır ki, qələvi metal atomunun gövdəsinin tam orbital mexaniki və tam orbital maqnit momenti sıfra bərabər olmalıdır. Ona görə də
670
Pauli çox ehmalca və aydın olmayan formada belə yeni bir fikir irəli sürdü ki, qələvi metalların spektrlərinin dublet quruluşu və anomal Zeyeman effekti elektronun xarakterik (səciyyəvi) dubletliyi nəticəsində yaranır. Xüsusi qeyd etmək lazımdır ki, səviyyələrin dubletliyinin yaranmasını atomun gövdəsinə deyil, elektronun xassələrinə aid edərkən, Pauli bu yeni nöqteyi nəzəri heç bir kinematik modellə əlaqələndirməmişdi. O, xüsusi olaraq qeyd edirdi ki, burada biz heç bir klassik modellə müqayisə oluna bilməyən ikiqiymətlilik ilə rastlaşırıq. Beləliklə, Paulinin fərziyyəsi faktik olaraq ona gətirir ki, elektronun hallarını təsvir etmək üçün formal olaraq əlavə kvant ədədi daxil edilir və elektronun hər bir halına üç deyil, dörd kvant ədədi uyğun gəlir. Bu fərziyyənin inkişaf etdirilməsində Hollandiya fizikləri Ulenbek və Qaudsmit 1925-ci ildə mühüm addım atdılar: onlar Paulinin "xarakterik ikiqiymətlilik" kimi o qədər də aydın olmayan dumanlı ifadəsinin əvəzinə elektronun öz məxsusi oxu ətrafında fırlanması haqqında əyani təsəvvür daxil etdilər. O dövrdə atom üçün Günəş sisteminə oxşar olan planetar model mövcud idi və ona görə də elektron (planet) yalnız nüvə (Günəş) ətrafında deyil, həm də öz məxsusi oxu ətrafında fırlanmalıdır. Onlar belə hesab edirdilər ki, elektronun bu xassəsi də onun elektrik yükünə və kütləyə malik olması kimi xarakterik bir xüsusiyyətdir. Elektronun öz məxsusi oxu ətrafında fırlanması xassəsi bütün dillərdə "spin" adlanır. Spin ingilis dilində fırlanma anlayışına çox yaxın olan məna verir və s hərfi ilə işarə edilir. Bu işarə tarixən belə qəbul edilmişdir və qeyd edək ki, çox da müvəffəqiyyətli deyildir. Çünki s hərfi həm də s termləri işarə etmək üçün işlədilir. Müşahidə olunan faktları izah etmək üçün elektronun spininin bir sıra özünə məxsus xassələrə malik olması qəbul edildi. Kvant mexanikası təsəvvürlərinə əsasən impuls momentinə oxşar olaraq (Ё84) spin impuls momenti də s kvant ədədi vasitəsilə ( )
+ =
s M s h
(102.1) kimi təyin olunmalı və onun üstün istiqamət üzrə proyeksiyası 2s+1 sayda müxtəlif qiymətlər almalıdır. Lakin baxılan halda bu s kvant ədədinin köməyi ilə hər bir enerji səviyyəsinin yalnız iki dənə altsəviyyəyə parçalandığını izah etmək tələb olduğundan 2s+1=2 götürülməlidir ki, buradan da s=1/2 alınır. Deməli, s kvant ədədi tam deyil, ½ kəsr qiymətini alır. Buradan aydın olur ki, elektronun məxsusi impuls momentinin M
məxsusi qiyməti (102.1) düsturuna əsasən 2 3 h = s M
(102.2) kimi təyin olunur. Elektronun məxsusi impuls momentinin üstün istiqamət üzrə proyeksiyası isə h 2
+ və
h 2 1 − olmaqla yalnız iki dənə qiymət ala bilər. Deməli, elektronun məxsusi impuls momentinin, yəni spininin üstün istiqamət üzrə proyeksiyasını təyin edən spin maqnit kvant ədədi m s yalnız iki qiymət ala bilər: m s =+1/2,–1/2. Qısa olmaq üçün m s -i spin kvant ədədi adlandırmaq qəbul olunmuşdur. Göründüyü kimi, m
spin kvant ədədinin də iki qonşu qiymətinin fərqi digər kvant ədədlərində olduğu kimi 1-ə bərabərdir. Əgər elektron məxsusi impuls momentinə (spinə) malikdirsə, buna müvafiq olaraq məxsusi maqnit momentinə (spin maqnit momentinə) də malik olmalıdır. Ё101-də gördük ki, elektronun orbital mexaniki və orbital maqnit momenti arasında
671
z z M mc e 2 − = µ
münasibəti vardır /bax: (101.8)/. Burada z indeksi z oxu üzrə proyeksiyanı göstərir. M z =1 ⋅ħ olduqda maqnit momenti bir mc e M B 2 h = Bor maqnetonuna bərabərdir. Əgər (101.8) münasibəti elektronun spin momentləri üçün ödənmiş olsaydı, onda elektronun spin maqnit momenti Bor maqnetonunun yarısına gərək bərabər olsun. Lakin o dövrdə məlum olan bütün təcrübi faktlar birqiymətli şəkildə göstərdi ki, elektronun spin maqnit momenti tam Bor maqnetonuna bərabərdir. Bu isə o deməkdir ki, elektronun µ
spin
maqnit momenti və s z spin momenti arasında (101.8) əvəzinə z s s mc e ⋅ ⋅ − = 2 2 µ
(102.3) münasibəti olmalıdır. Başqa sözlə, spin üçün qiromaqnit nisbət orbital moment üçün (101.7) qiromaqnit nisbətdən iki dəfə böyük olmalıdır. Elektronun spinə malik olması haqqında fərziyyə çoxlu miqdar təcrübi faktları sadə yolla dərhal izah etməyə imkan verdi. Məsələn, qələvi metal atomlarının termlərinin dubletliyinin səbəbi tam aydın oldu. Doğrudan da sıfırdan fərqli l orbital kvant ədədi ilə xarakterizə olunan hallarda (p–,d–,f–,… termlər) qələvi metal atomu sıfırdan fərqli orbital impuls momentinə malik olur (xatırlayaq ki, qələvi metal atomunun gövdəsi üçün tam orbital impuls və maqnit momentləri sıfra bərabər olduğundan, belə atom üçün həmin momentlər yalnız optik elektronun uyğun olaraq, orbital impuls və orbital maqnit momentinə bərabər olur). Atomun bu orbital impuls momentinə müvafiq olan orbital maqnit momenti də vardır ki, (Ё101), bu da müəyyən maqnit sahəsi yaradır. Fəza kvantlanması sayəsində elektronun məxsusi (spin) maqnit momenti elə yönəlməlidir ki, onun bu maqnit sahəsinin istiqaməti üzrə proyeksiyası ya h 2
+ , ya da ki, h 2
− olsun
(spin-orbital qarşılıqlı təsir). Bunun da nəticəsində bir səviyyə impuls momentinin proyeksiyasının iki qiymətinə uyğun olan alt səviyyələrə parçalanır. Məsələn, p–səviyyəsi impuls momentinin ( ) h h 2 3
2 1 1 = + və
( ) h h 2 1 2 1 1 = − proyeksiyalarına, d–səviyyəsi isə ( ) h h 2 5
2 1 2 = + və
( ) h h 2 3 2 1 2 = − proyeksiyalarına uyğun iki alt səviyyəyə parçalanır və s. Lakin s–term üçün belə parçalanma baş vermir. Belə ki, s–halda l=0 olduğundan qələvi metal atomunun orbital mexaniki momenti və deməli, orbital maqnit momenti də sıfra bərabər olur. Ona görə spin maqnit momentinin necə yönəlməsini təyin edən maqnit sahəsi də yoxdur. s–termlərin bir qat (sinqlet), p–,d–,f–,… termlərin isə ikiqat (dublet) olmasının da səbəbi məhz bundan ibarətdir. Elektronun spinə malik olması sayəsində atomda p–,d–,f–,… enerji səviyyələrinin dublet quruluşu incə quruluş adlanır. Enerji səviyyələrinin incə quruluşu yuxarıda göstərildiyi kimi spin-orbital qarşılıqlı təsir nəticəsində meydana çıxır və qələvi metalların şüalanma spektrlərinin xüsusiyyətlərini tam izah etməyə imkan verir. Misal olaraq, litium atomunun spektrinə baxaq. Bir qədər əvvəl deyilənlərdən aydın olur ki, incə quruluşu nəzərə aldıqda litiumda sinqlet s– səviyyələrdən başqa digər bütün səviyyələr dubletdir. Litium atomunda enerji səviyyələri
672
arasında keçidləri nəzərdən keçirək. Spin-orbital qarşılıqlı təsirin enerjisi çox kiçikdir. Bu isə ciddi nəzəri hesablamalara təsdiqlənmiş belə bir fikrə gətirir ki, optik keçidlər zamanı spinin yönəlməsi dəyişmir. Deməli, optik keçidlər zamanı m s spin kvant ədədi üçün seçmə qaydası ∆m
=0
(102.4) kimi yazıla bilər. Litium atomunda baş seriya p səviyyələrdən 2s səviyyəsinə keçidlər nəticəsində alınır. İncə quruluşu nəzərə almaqla bu keçidlərin sxemi 102.1 şəklində verilmişdir. Bu şəkildən bilavasitə görünür ki, bir-birinə yaxın yerləşmiş p səviyyələrdən eyni bir s səviyyəsinə keçidlər bir-birinə yaxın yerləşmiş iki şüalanma xətti, yəni dublet verir. Müxtəlif p səviyyələrin parçalanması kəmiyyətcə müxtəlifdir və deməli, qələvi metalın spektrində baş seriyanın müxtəlif dubletlərinin də parçalanması müxtəlif olmalıdır ki, bu da təcrübədə müşahidə olunur. Litium atomunun şüalanma spektrində kəskin seriyanın xətləri s səviyyələrdən 2p səviyyəsinə keçidlər nəticəsində alınır. İncə quruluşu nəzərə almaqla bu keçidlərin sxemi 102.2 şəklində verilmişdir. Bu şəkildən isə bilavasitə görünür ki, kəskin seriyanın xətlərinin hamısında parçalanma kəmiyyətcə eynidir, çünki bu parçalanma eyni bir 2p səviyyəsinin parçalanması nəticəsində yaranır. Dubletdə xətlər kəskindir, çünki burada həqiqətən iki xətt vardır. Diffuz seriya isə litium atomunda d–səviyyələrdən 2p–səviyyəyə keçidlər nəticəsində alınır. Enerji səviyyələrinin incə quruluşunu nəzərə almaqla bu keçidlərin sxemi 102.3 şəklində verilmişdir. d–səviyyələrin parçalanması 2p səviyyənin parçalanmasına nisbətən kəmiyyətcə kiçikdir. d–səviyyələrdən 2p–səviyyəsinə keçidlər zamanı faktik olaraq üç xətt şüalanır. Çünki qırıq xətlə göstərilmiş keçid seçmə qaydaları ilə qadağan olunmuşdur. Lakin d–səviyyəsinin parçalanmasından alınan iki alt səviyyədən eyni bir p alt səviyyəsinə keçid sayəsində şüalanan iki xətt bir-birinə çox yaxın yerləşir və praktik olaraq bir-birinə qovuşurlar. Ona görə də həmin iki xətt bir dənə yayılmış (diffuz) xətt kimi görünür. Bu cüt xətt ilə tək xətt arasındakı parçalanma isə xeyli böyükdür. Ona görə də bu üç xətt yayılmış xətlərdən ibarət olan dublet kimi görünür və seriya isə bütövlükdə diffuz seriya adlanır. Diffuz seriyanın bütün dublet xətlərində parçalanma eynidir, çünki bu parçalanmanın qiyməti eyni bir 2p səviyyəsinin parçalanması ilə təyin olunur. 2p 3s 4s 2p 3s 4s Шякил 102.2. 2s 2p 3p Шякил 102.1. d p d p Шякил 102.3. Beləliklə, qələvi metal atomlarının və hidrogenəbənzər atomların şüalanma spektrində
673
xətlərin dublet xarakteri elektronun maqnit momentinə malik olması ilə, yəni spin-orbital qarşılıqlı təsiri ilə izah olunur. Lakin spektral xətlərin parçalanması kəmiyyətcə yalnız bu amildən deyil, həm də relyativistik effektlərdən asılıdır. Elektronun spinə malik olmasını fərz edərək çoxlu sayda təcrübi faktları müvəffəqiyyətlə izah etmək mümkün olsa da, elektronu öz oxu ətrafında fırlanan yüklü kürəcik kimi təsəvvür etmək cəhdi böyük çətinliklərlə rastlaşdı. Belə ki, Qaudsmit və Ulenbek özləri hesablamalar apararaq göstərdilər ki, elektronun məxsusi mexaniki momentə, yəni spinə malik olmasını onun öz oxu ətrafında fırlanması ilə izah etmək olmaz. Çünki bu zaman işığın vakuumdakı sürətindən böyük olan xətti sürətlərin mövcud olmasını qəbul etmək lazım gəlir ki, bu da müasir fizika təsəvvürlərinə aiddir. Elektronu öz oxu ətrafında fırlanan yüklü kürəcik hesab etsək, onun fırlanma momentinin maksimum olması üçün bütün kütlənin səthdə ekvator üzrə paylandığını qəbul etməliyik. Onda "kürəcik elektronun" ekvatoru üzərindəki nöqtələrin xətti sürətini təyin etmək üçün
0 υ r 0 = M s
(102.5) düsturunu yaza bilərik. Burada m 0 =9,1 ⋅10 -31
kq – elektronun kütləsi, r 0 =2,8
⋅10 -15
m –
elektronun klassik radiusu, υ – elektronun ekvatorundakı nöqtələrin xətti sürəti, M s –
elektronun (102.2) düsturu ilə təyin olunan məxsusi momentidir. Onda (102.5)-dən san m r m r m M υ s
10 ~ 10 10 10 ~ ~ 11 15 30 34 0 0 0 0 − − − ⋅ = h (102.6) alınır ki, bu da işığın vakuumda yayılma sürətindən (c=3 ⋅10
8 m/san ) xeyli böyükdür. Deməli, spinin mövcudluğunu izah etmək üçün elektronu fırlanan yüklü kürəcik kimi qəbul etdikdə həmin fırlanmanın xətti sürəti işıq sürətindən böyük olmalıdır ki, bu da nisbilik nəzəriyyəsinə zidd olduğu üçün rədd edilməlidir. Bundan başqa öz oxu ətrafında fırlanan elektron ideyasına görə belə elektronun maqnit enerjisi elə qiymət alır ki, ekvivalentlik prinsipinə görə onun kütləsi protonun kütləsindən böyük olur və ya elektronun məlum kütləsini götürdükdə isə onun ölçüsü atomun ölçüsündən böyük alınır. Tarixi ədalət naminə qeyd etmək lazımdır ki, Ulenbek və Qaudsmitə qədər də fırlanan elektron haqqında dəfələrlə fikirlər söylənilmişdir. Məsələn, hələ 1921-ci ildə A.Kompton belə bir məsələyə fikir vermişdi ki, Vilson kamerasında bəzi elektronların trekləri (izləri) fırlanan mərmilərin trayektoriyalarına bənzəyir və anomal Zeyeman effektini izah etmək üçün o, elektronun məxsusi impuls momentinə malik olmasını söyləmişdi. Bir qədər sonra, 1925-ci ildə, fırlanan elektron hipotezi Kroniq tərəfindən onun Pauli ilə şifahi diskussiyası zamanı yenidən təklif olunmuş, lakin Pauli tərəfindən qətiyyətlə rədd edilmişdir. Bütün bunlar göstərir ki, elektronun spinə malik olması hər hansı əyani mexaniki modeldən istifadə etməklə izah oluna bilməz. Mikrohissəciklərin digər xassələri kimi spini də makroskopik anlayışlardan istifadə edən müəyyən klassik modellə əlaqələndirmək prinsipcə düzgün deyildir. Spinin heç bir klassik analoqu yoxdur və onu klassik fizika təsəvvürlərinə əsaslanaraq başa düşmək olmaz. Belə ki, spin də yük və kütlə kimi elektronun fundamental daxili xassəsidir. Qeyd edək ki, sonralar (1928-ci ildə) Dirak nəzəri olaraq isbat etdi ki, elektron doğrudan da spinə malik olmalıdır. Dirak bu nəticəni relyativistik dalğa tənliyinə əsasən almışdı. Dirak nəzəriyyəsində elektronun spinlə yanaşı spin maqnit momentinə də malik olması nəzərdə tutulur və özü də qiromaqnit nisbət üçün təcrübə ilə uyğun gələn qiymət
674
alınır. Dirak nəzəriyyəsində elektronun daxili quruluşu haqqında heç nə deyilmir və belə hesab olunur ki, o, yalnız yükə və kütləyə malik olan nöqtəvi hissəcikdir. Deməli, spin heç bir klassik şərhi mümkün olmayan relyativistik kvant-mexaniki effektdir. Sonralar spin hissəciyin daxili impuls momenti konsepsiyası kimi digər elementar və mürəkkəb hissəciklərə də aid edildi. Müasir fizikanı bu anlayışsız təsəvvür etmək qeyri- mümkündür. Müəyyən yaxınlaşmada dörd kvant ədədi n,l,m
və m s elektronun atomda hərəkətini tam təsvir etməyə imkan verir. Elektronun spinə malik olması dalğa funksiyasının ifadəsində xüsusi qayda ilə nəzərə alınır (Ё104). Fırlanan elektron hipotezinin maraqlı və mürəkkəb tarixi V. Pauliyə həsr olunmuş "Teoretiçeskaə fizika XX veka, M. İL. 1962" məqalələr toplusunda geniş şərh olunmuşdur. Elektronun spinə malik olması haqqında ideya o dövrdə spektroskopiyada qarşıya çıxan bütün çətinlikləri nəinki aradan qaldırmağa imkan verdi, həm də bir sıra təcrübələrdə özünün birbaşa təsdiqini tapdı.
Download 18.1 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|