题目
3.4 试证明氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波波长。上述结果不 但适用于圆轨道,同样适用于椭圆轨道,试证明之。
3.4 试证明氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波波长。上述结果不 但适用于圆轨道,同样适用于椭圆轨道,试证明之。
题目解答
答案
证明:轨道量子化条件是: pdq nh2对氢原子圆轨道来说, pr 0, p mr所以有: pd 2 mvr mvrS 2r n h n , n 1,2,3mv所以,氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波长。椭圆轨道的量子化条件是:p d n hpr dr nr h其中2pr m r , p mr ( prdr pd) nh, 其中n n nr( p dr p d) (mrdr mr2 d)而rmrdrdt mr2 d dt)dtdt mv2 dt ds ds hhrds n因此,椭圆轨道也正好包含整数个德布罗意波波长。
解析
步骤 1:圆轨道的轨道量子化条件
轨道量子化条件是: pdq nh2 对氢原子圆轨道来说, pr 0, p mr 所以有: pd 2 mvr mvrS 2r n h n , n 1,2,3mv
步骤 2:椭圆轨道的轨道量子化条件
椭圆轨道的量子化条件是:p d n hpr dr nr h其中2pr m r , p mr ( prdr pd) nh, 其中n n nr( p dr p d) (mrdr mr2 d)而rmrdrdt mr2 d dt)dtdt mv2 dt ds ds hhrds n
步骤 3:证明氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波波长
根据上述轨道量子化条件,无论是圆轨道还是椭圆轨道,氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波波长。
轨道量子化条件是: pdq nh2 对氢原子圆轨道来说, pr 0, p mr 所以有: pd 2 mvr mvrS 2r n h n , n 1,2,3mv
步骤 2:椭圆轨道的轨道量子化条件
椭圆轨道的量子化条件是:p d n hpr dr nr h其中2pr m r , p mr ( prdr pd) nh, 其中n n nr( p dr p d) (mrdr mr2 d)而rmrdrdt mr2 d dt)dtdt mv2 dt ds ds hhrds n
步骤 3:证明氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波波长
根据上述轨道量子化条件,无论是圆轨道还是椭圆轨道,氢原子稳定轨道上正好能容纳下整数个电子的德布罗意波波长。