Cerrig milltir o ddarganfyddiadau gwyddonol - yr egwyddor Pauli

Mae cyflawniadau mwyaf arwyddocaol y ffisegwyr diwethaf yn gweithio yn y maes o strwythur mater ar y lefel o electron-niwclear safbwyntiau, cyfeiriwch at ddechrau'r ganrif ddiwethaf. Mae un o'r datblygiadau hyn yn yr astudiaeth y microworld yn hysbys yn hanes gwyddoniaeth a elwir yn "egwyddor Pauli." Erbyn yr amser y daeth yn amlwg bod natur cwantwm o ffenomenau sy'n digwydd o fewn yr atom, gan newid llawer o gysyniadau ddramatig am wir natur y microcosm. A beth ydyw - mae'r cwantwm? Mae'r math hwn o fesur maint uned ffisegol ar ffurf ei isaf "portion" isod sy'n na all fod. Er enghraifft, ni all y radiws yr orbit electron cyntaf fod yn llai na 5.29 · 10-11 m Pellteroedd llai na gwerth hwn yn anghywir i ddweud -. Ni fyddent yn bodoli.

Quantum yn gysyniadau corfforol cyfarwydd, sef y màs, grym, egni, yn ehangu dealltwriaeth o natur o electronau a gronynnau eraill sy'n rhan o'r atom. Ac, wrth gwrs, yn ddarostyngedig i siarad am y 'blociau adeiladu y Bydysawd ", wedi cael eu creu arfau i'w disgrifio. Ers hynny, mae cyflwr yr electron yn cael ei nodweddu gan bedwar rhif, a elwir cwantwm. cyfuniadau amrywiol o niferoedd hyn yn cael ei bennu yn unig ymddangosiad llawn ac unigryw o unrhyw electron. Unwaith y daeth yn bosibl i ddisgrifio'r ynni, gofod ac yn datgan mewnol y electron, ar yr agenda yn cael y cwestiwn canlynol - a sut electronau y gall pob atom fod yn llawer, yn cael eu lleoli o amgylch y niwclews? Sut maent yn "pacio"? Mae'r astudiaeth o'r mater hwn wedi arwain at lunio y gyfraith, a elwir bellach yn yr egwyddor gwahardd Pauli. Beth yw ei hanfod?

Ychydig yn hunan-addysg

1. atom yn ei ffurf symlaf prif gydrannau - craidd a electronau yn cael eu gwaredu yn y drefn honno yn y ganolfan ac mewn orbit o gwmpas y niwclews. Mae radiws yr orbitau (ddynodir n) cymryd ar werthoedd o gyfanrifau gan ddechrau gydag un cwantwm - lleiafswm posibl "dogn" pellter. Ar gyfer yr achos pan n = 1, mae gennym yr isaf "isel" orbit, lle mae'r electron yn troi gyda'r egni isaf. Mae lefel ynni yr electron yn cael ei bennu gan y nifer cwantwm n, a elwir hefyd yn y prif. Sylwch fod am gall radiws penodol o n gyfrifo nifer yr electronau yn y orbit hwn gan y fformiwla N = 2 (n • n). Mae'r nifer a gyfrifir yn hawdd terfyn o electronau ar y orbit gydag unrhyw nifer n: y cyntaf - dau, yn yr ail - wyth yn y trydydd - deunaw, ac ati casgliad hwn o'r llenwad y cregyn mewn swm o electronau nad yw'n fwy na N, - yn bwynt hanfodol sy'n cynnwys yr egwyddor gwahardd Pauli.

2. Gall ynni electronig ac yn cael pob lefel mawr sublayers. Maent yn cael eu dynodi l, ochr o'r enw (neu orbital) rhif cwantwm a gall gael gwerth o l 0 i 4. Mae gwerth l penderfynu siâp gofodol y cwmwl electron: spherical, dumbbell, ac ati

3. Symud y electron, mewn geiriau eraill, mae'r llif presennol yn arwain at greu maes magnetig crwn greu. Ond yn yr achos hwn, mae'r electron orbital yn y funud magnetig, sy'n cael ei nodweddu gan un arall, y trydydd, mae'r rhif cwantwm ml. Fe'i gelwir yn fagnetig rhif cwantwm a rhagamcan o'r momentwm orbital o electron yn y cyfeiriad maes magnetig. Gall Mae'r gwerthoedd sy'n gallu cymryd y nifer y ml, yn gorwedd yn yr ystod o o -L i + l, gyda'r gwerth sero, ac mae pob un ohonynt fod yn (2l + 1).

4. Yn olaf, mae'r nodwedd olaf o electron cwantwm - sbin. Mae'n cynnwys dim ond dau ms nodwedd = + 1/2 a ms = -1/2. Hanfod corfforol sbin - eiliad mecanyddol o momentwm y electron, sydd heb unrhyw gysylltiad â'i symud yn y gofod.

Cyfleu egwyddor Pauli a'r system cyfnodol DI Mendeleev

Ym 1925 gwnaeth y darganfyddiad mewn ffiseg o briodweddau sylfaenol y microworld yn debyg o ran pwysigrwydd yn unig at y bwrdd Mendeleev. Cafodd yr enw ei "tad" ac ers hynny mae wedi cael ei adnabod fel yr egwyddor gwahardd Pauli. Ni allai Cemeg fel y wyddoniaeth o ddefnyddiau a'u rhyngweithiadau o fewn y fframwaith y system cyfnodol yn egluro llawer o'r mecanweithiau o brosesau sy'n digwydd yn y gymdeithas o atomau, moleciwlau, ac addysg, ac ati Y prif reswm oedd bod y lefel o fanylder yr atom, o ran cemeg, dechreuodd cysyniadau craidd atom electron. Mae'r cysyniadau hyn atomig-moleciwlaidd wedi dod i'r amlwg ac yn sefydlu eu hunain tua 150 mlynedd yn ôl - yn y bedwaredd ganrif ar bymtheg. Ychydig yn ddiweddarach, AC Datblygwyd Butlerof ddamcaniaeth o gyfansoddion cemegol, ac yna ei ddarganfod y gyfraith cyfnodol. Mae hyn yn ein galluogi i gyflwyno genedigaeth moleciwlau o atomau a rhoi dealltwriaeth o'r atomig "economi" y ddyfais.

Deall hanfod nodweddion cwantwm y model electron daeth yn bosibl ar ôl cael ei lunio gan yr egwyddor Pauli. Ag ef chafwyd esboniad ganddo am y trefniant gragen llun a threfn llenwi electronau. Hanfod yr egwyddor yw y gall yr electronau yn cael unrhyw gyfuniad o'r pedair nodwedd cwantwm uchod atom, ond ni ellir ei gyfansoddi o ddau electron, union yr un fath ym mhob nodweddion cwantwm.

Prif ganlyniad y darganfyddiad o adeiledd atomig o ddeddfau, sy'n cynnwys yr egwyddor gwahardd Pauli - ffiseg, hy, natur y ffenomen, sy'n cynnwys wrth lenwi'r electronau gragen. Ac mae hyn, yn ei dro, yn rhoi cefndir i gefnogi'r gyfraith cyfnodol. Felly, y "cemegol" gynnwys y strwythur cyffredinol atomau a moleciwlau deddfau a dderbyniwyd ei cadarnhad sylfaenol mewn ffiseg drwy adeiladu mewnol "pensaernïaeth" yr atom.