ال الأستمرارية هي ببساطة مجموعة من مستويات الطاقة التي تكون فجوات الطاقة فيها صغيرة بشكل لا يمكن تجاهله ، ويتم الوصول إليها عندما تتجاوز الطاقة الحركية للإلكترون (الطاقة) الطاقة الكامنة التي ستحبسها.
يمكن أن تتلاقى مستويات الطاقة فقط إلى سلسلة متصلة عندما تكون الطاقة الكامنة التي تحبس الإلكترون محدود، أو إذا كان كذلك التناقص التدريجي قبالة. عندما يكون غير محدود, لا يمكن أن يحدث التواصل.
تنصل: هذا هو الجواب المرجعي!
فيما يلي أمثلة على آبار الطاقة المحتملة يشاهد عادة في فيزياء الكم ، مع حلول الطاقة المعروفة ، التي قد تتقارب أو لا تتحول إلى سلسلة متصلة:
1D ساحة مربعة حسنا
ال الطاقة الكامنة اعطي من قبل:
#V (x) => = L) ، (0 ، -L <x <L): # أين
# # V_0 هي قيمة الطاقة المحتملة محدودة. مربع لديه طول# # 2L ، ويتركز في#x = 0 # .
في هذه الحالة،
يتم حل هذه المشكلة عموم ا بطريقة متقطعة ، مع تحديد دالة الموجة للأقسام الثلاثة لبئر الطاقة المحتملة. يتم تحديد حلول الطاقة بسهولة أكبر من خلال الرسوم البيانية لإيجاد حلول "غريبة" و "متساوية" بشكل منفصل.
ال حل موحد هو:
#E_n = (ℏ ^ 2v_n ^ 2) / (2mL ^ 2) # أين
# # v_n هو العدد الكمومي لكل مستوى طاقة.
لأن البئر محدود ،
يظهر الحل الكامل هنا ، يوضح بالتفصيل كيف يمكنك حل هذه المشكلة خطوة بخطوة من البداية إلى النهاية ، عن طريق إعداد وظائف الموجة لكل قسم ، والقيام بالبدائل المناسبة ، إلخ.
1D اللانهائي حسنا (جزء في مربع)
البئر اللانهائي هو امتداد للبئر المحدود
هنا ، و الطاقة الكامنة يتم إعطاء ببساطة بواسطة:
#V (x) => = L) ، (0 ، -L <x <L): #
ربما يكون هذا هو أسهل أنواع مشاكل بئر الطاقة المحتملة التي يمكنك حلها ، ويمكنك القيام بذلك على الورق بدون آلة حاسبة.
ال حل الطاقة لديه شكل مألوف للغاية:
#E_n = (ℏ ^ 2n ^ 2pi ^ 2) / (2mL ^ 2) #
الفرق الوحيد هو ذلك
هنا ، ليس لدينا أي سلسلة متصلة لأنه لا يوجد حد لمدى ارتفاع هذا البئر بالفعل. نقول أن الجسيم لا يمكن أن يخترق أبدا "المنطقة الكلاسيكية" ، كما
يظهر الحل الكامل هنا ، ويتم حلها من البداية إلى النهاية ، بما في ذلك معادلة شرودنغر للمشكلة.
إنها مشكلة أساسية في كيمياء الكم ، وإذا كنت تأخذ هذا الفصل ، يجب أن تعرف كيفية القيام بذلك من الداخل والخارج.
(3D) HYDROGEN ATOM
هذه هي المشكلة الأكثر شهرة ، وربما ، وتطبق بشكل جيد في الكيمياء العامة ؛ الطاقة الكامنة تبدو جيدة مثل هذا:
في هذه الحالة ، فإن الطاقة الكامنة اعطي من قبل:
#V (r) = - (e ^ 2) / (4piepsilon_0r) # أين
#r = sqrt (x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2) # هو إحداثي شعاعي في نظام الإحداثيات الكروية ،#x = rsinthetacosphi # ,#y = rsinthetasinphi # و#z = rcostheta # . الرموز الأخرى معروفة بالثوابت.
هذه المشكلة هي واحدة من أكثرها تعقيد ا لحلها ، وأنا أتصفح حوالي 90٪ من الحل هنا.
ال حلول الطاقة وترد على النحو التالي:
#E_n = - (Z ^ 2 m_e e ^ 4) / (8h ^ 2epsilon_0 ^ 2n ^ 2) # أو في وحدات أسهل ،
#E_n = - "13.6 eV" cdot Z ^ 2 / n ^ 2 # ، أين# Z # هو الرقم الذري.
ما يهمنا هو أن الطاقة يذهب كما
ما يعنيه هذا هو أن الذرة مؤينة بقدرة
ماذا يحدث للمسافة بين مستويات الطاقة في مستويات الطاقة الأعلى؟
تقلص المسافة. أي تصبح مستويات الطاقة أقرب أو "تتلاقى" كما يشار إليها في كثير من الأحيان. وفق ا لنموذج بوهر الذري (بإذن من ويكيبيديا) توجد الإلكترونات في مستويات طاقة محددة من النواة الذرية. هذا مستمد من الأدلة المستندة إلى طيف انبعاث الهيدروجين (Courety of Pratik Chaudhari على موقع Quora.com) كما يتضح في الرسم البياني ، فإن خطوط انبعاث الطول الموجي الأقصر ، والتي تتوافق مع انبعاث أشكال أكثر حيوية من الضوء ، تبدو أقرب وأقرب أقصر يحصلون عليه. كلما كان الطول الموجي الأقصر للموجة ، زادت الطاقة التي تحتفظ بها ، وهذا دليل على أن مستويات طاقة الإلكترون تتلاقى عند مستويات طاقة أعلى.
لماذا تتلاقى مستويات الطاقة في سلسلة متصلة وما هي سلسلة متصلة؟
الاستمرارية هي نوع من عكس القيمة الكمية. ت ظهر الطاقات المسموح بها للإلكترونات المرتبطة بذرة مستويات كمية منفصلة. الاستمرارية هي حالة يوجد فيها نطاق مستمر لأي مستوى طاقة. كجزء من تفسير كوبنهاجن لميكانيكا الكم ، اقترح نيلز بور مبدأ المراسلات الذي ينص على أن جميع الأنظمة الموصوفة بواسطة ميكانيكا الكم يجب أن تتكاثر مع الميكانيكا الكلاسيكية في حدود أعداد الكم الكبيرة للغاية. ما يعنيه هذا هو أنه بالنسبة للمدارات الكبيرة جد ا والطاقات العالية جد ا ، يجب أن تتفق الحسابات الكمية مع الحسابات الكلاسيكية. لذلك ، في حين أن مستويات الطاقة للإلكترونات في الذرات منفصلة ومنفصلة جيد ا. لكن مع زيادة مستويات الطاقة ، يصبح الفصل بينهما أصغر و
لماذا مستويات الطاقة في الذرة لها قيم الطاقة السلبية؟
أستطيع أن أعطيك نسخة الطالب التي حصلت عليها عندما كنت أدرس ذرة الهيدروجين ؛ بشكل أساسي ، الإلكترون مرتبط بالذرة ولتحريره من الذرة ، يجب أن "يعطي" الطاقة للذرة حتى يصل الإلكترون إلى مستوى طاقة صفرية. في هذه المرحلة ، لا يكون الإلكترون حر ا أو مقيد ا (إنه في نوع من "النسيان"!). إذا أعطيت القليل من الطاقة فإن الإلكترون يكتسبها (حتى الآن لديه طاقة "إيجابية") ويطير بعيد ا! لذلك عندما يكون مرتبط ا ، كانت لديه طاقة "سلبية" ولكن عندما ركزت عليها (أعطت الطاقة) أصبحت خالية. ربما هو تفسير "مبسط" ... لكنني أعتقد أنه يعمل!