Απαντησεις στις ερωτησεις της εξετασης της 24 ης Ιουνιου 2005



Σχετικά έγγραφα
1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

Ατομική δομή. Το άτομο του υδρογόνου Σφαιρικά συμμετρικές λύσεις ψ = ψ(r) Εξίσωση Schrodinger (σφαιρικές συντεταγμένες) ħ2. Εξίσωση Schrodinger (1D)

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Κεφάλαιο 4

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Κβαντομηχανική σε μία διάσταση

ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 07. ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΚΑΙ ΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Δομή Διάλεξης. Εύρεση ακτινικού μέρους εξίσωσης Schrödinger. Εφαρμογή σε σφαιρικό πηγάδι δυναμικού απείρου βάθους. Εφαρμογή σε άτομο υδρογόνου

Ατομική και Μοριακή Φυσική

Διάλεξη 2: Κεντρικά Δυναμικά. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για κεντρικά δυναμικά

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 30 Αυγούστου 2010 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ιάρκεια εξέτασης 2,5 ώρες.

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ατομική Δομή ΙΙΙ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

Συστήματα Πολλών Σωματίων

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Λύσεις Θεµάτων - Κβαντοµηχανική ΙΙ (Τµήµα Α. Λαχανά) Ειδική Εξεταστική Περίοδος - 11ης Μαρτίου 2013

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Διάλεξη 6: Ατομική Δομή Συμμετρία Εναλλαγής

μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

Μοριακή δομή. Απλοϊκή εικόνα του μορίου του νερού. Ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis. Δημόκριτος π.χ.

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

21/11/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 06. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης

Δομή Διάλεξης. Ορισμός Ολικής Στροφορμής. Σχέση βάσης ολικής στροφορμής (j,m j ) με βάση επιμέρους στροφορμών (m 1,m 2 )

Από τι αποτελείται το Φως (1873)

Μάθημα 7 & 8 Κβαντικοί αριθμοί και ομοτιμία (parity) ουσιαστικά σημεία με βάση το άτομο του υδρογόνου ΔΕΝ είναι προς εξέταση

Μοντέρνα Φυσική. Κβαντική Θεωρία. Ατομική Φυσική. Μοριακή Φυσική. Πυρηνική Φυσική. Φασματοσκοπία

Μάθημα 6 α) β-διάσπαση β) Χαρακτηριστικά πυρήνων, πέρα από μέγεθος και μάζα

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Μάθημα 7 α) QUIZ β-διάσπαση β) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό γ) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Η κυματοσυνάρτηση στην αναπαράσταση ορμής Ασκήσεις. Σπύρος Κωνσταντογιάννης Φυσικός, M.Sc. 8 Δεκεμβρίου 2017

Διάλεξη 3: Το άτομο του Υδρογόνου. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για το κεντρικό δυναμικό

Χρησιμοποιείστε την πληροφορία αυτή για να δείξετε ότι ο τελεστής που θα μεταφέρει το άνυσμα

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Δομή Διάλεξης. Οι τελεστές της τροχιακής στροφορμής στην αναπαράσταση της θέσης. Τελεστές δημιουργίας και καταστροφής για ιδιοκαταστάσεις στροφορμής

Οι δομές, οι οποίες δεν περιέχουν τυπικά φορτία υψηλά (δηλαδή είναι 2) είναι:

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

Σύγχρονες αντιλήψεις γύρω από το άτομο. Κβαντική θεωρία.

16/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 09. ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

Κεφάλαιο 38 Κβαντική Μηχανική

Λύση Εξίσωσης Laplace: Χωρισμός Μεταβλητών

Η Ψ = Ε Ψ. Ψ = f(x, y, z, t, λ)

Κεφάλαια (από το βιβλίο Serway-Jewett) και αναρτημένες παρουσιάσεις

ΠΙΑΣ ΑΤΟΣΚΟΠ ΦΑΣΜΑ ΑΣ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑ ΝΤΙΚΗΣ ΕΣ ΚΒΑΝ ΑΡΧΕ

Κίνηση σε Μονοδιάστατα Τετραγωνικά Δυναμικά

Ο Πυρήνας του Ατόμου

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Συστήματα Πολλών Σωματίων Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Εφαρμογές κβαντικής θεωρίας

Nobel Φυσικής για Κβαντική Ηλεκτροδυναμική

Διάλεξη 1: Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις

Χρονοανεξάρτητη Μη-Εκφυλισμένη Θεωρία Διαταραχών

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Το Ελεύθερο Σωμάτιο Ρεύμα Πιθανότητας

ˆ ˆ. (τελεστής καταστροφής) (τελεστής δημιουργίας) Το δυναμικό του συστήματός μας (αρμονικός ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

Κυματική φύση της ύλης: ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Φωτόνια: ενέργεια E = hf = hc/λ (όπου h = σταθερά Planck) Κυματική φύση των σωματιδίων της ύλης:

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

( x) Half Oscillator. Σωμάτιο βρίσκεται υπό την επίδραση του δυναμικού

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

το ένα με ηλεκτρικό φορτίο Ζe και το άλλο με e. Η χαμιλτονιανή του συστήματος (στο πλαίσιο της προσέγγισης Coulomb) μπορεί να έλθει στη μορφή

ΜΙΓΑΔΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΓΕΝΙΚΑ. Έστω σωμάτιο, στις τρεις διαστάσεις, που βρίσκεται υπό την επίδραση μιγαδικού δυναμικού της μορφής

Άσκηση 1. Δείξτε τις σχέσεις μετάθεσης των πινάκων Pauli

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

ΘΕΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΙΙ. Θέμα 2. α) Σε ένα μονοδιάστατο πρόβλημα να δείξετε ότι ισχύει

Θεωρία Χρονοεξαρτώμενων Διαταραχών

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Πρόσθεση Στροφορμών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Spin Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ασκήσεις

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΩΤΑΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

Θεωρία Διαταραχών ΙΙ: Εκφυλισμένες Καταστάσεις

Πυρηνικά πρότυπα (μοντέλα)

ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΣ ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΜΕΣΑ ΣΕ ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ: ΤΕΛΕΣΤΕΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ, ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ, ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Το άτομο του Υδρογόνου Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ. Επικαμπύλια και Επιφανειακά Ολοκληρώματα. Γ.1 Επικαμπύλιο Ολοκλήρωμα

Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Θεωρία Διαταραχών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

Μάθημα 7 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δ. ΣΚΑΡΛΑΤΟΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ


Πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. πρωτόνιο 1 (1,67X10-24 g) +1 νετρόνιο 1 0 1,6X10-19 Cb ηλεκτρόνιο 1/1836 (9X10-28 g) -1

fysikoblog.blogspot.com

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Κομβικές επιφάνειες. Από τη γνωστή σχέση: Ψ(r, θ, φ) = R(r).Θ(θ).Φ(φ) για Ψ = 0 θα πρέπει είτε R(r) = 0 ή Θ(θ).Φ(φ) = 0

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Ιούνιος 2004

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ενότητα 11 Διατομικά Μόρια Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός. 100 Ερωτήσεις τύπου Σωστού Λάθους Στο τέλος οι απαντήσεις

ETY-202. Ο γενικός φορμαλισμός Dirac ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 05. Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΦΟΡΜΑΛΙΣΜΟΣ DIRAC. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/11/2013

Η Αναπαράσταση της Θέσης (Position Representation)

Μοριακά φάσματα. Όσον αφορά τα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων σε ένα μόριο, αυτά μελετήθηκαν σε μια πρώτη προσέγγιση μέσω της μεθόδου LCAO.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ 5 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ. Προθεσµία παράδοσης 6/5/08

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

2 η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση

Δύο διακρίσιμα σωμάτια με σπιν s 1

(φορτισμένος αρμονικός 2 ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

Transcript:

ΑΤΜΟΦ Απαντησεις στις ερωτησεις της εξετασης της 4 ης Ιουνιου 005. Ερωτηση που αφορα στις ασκησεις του εργαστηριου. Α) Με βάση τη σχέση που συνδέει τις αποστάσεις α και b με την εστιακή απόσταση του σφαιρικού οπτικού φράγματος και ότι f = R/ έχουμε: α R + = + = b = = 000 mm α b f α b R α R Β) Από τη σχέση περίθλασης του οπτικού φράγματος, για την περίπτωση μέτρησης των γωνιών σε αντίθετες πλευρές της καθέτου στο φράγμα (πρόσημο ), έχουμε: sinθ sinθ = mnλ () πρ περ Διαφορίζοντας την () και με την προσέγγιση της μικρής μεταβολής δλ (στην κατεύθυνση ελάττωσης του λ ) παίρνουμε: mnδλ cosθπερδθπερ = mnδλ δθπερ = και αντικαθιστώντας τα αριθμητικά cosθπερ δεδομένα, m =, θ = 0 o, έχουμε: περ Nmm cos0 o nm ( )0,7 6 δθ περ = = 0, 7 0 N σε mm () και για N = 00 χαρ/mm 6 4 o δθ περ = 0, 7 00 0 = 8,53 0 ad = 0,05 Παρατηρούμε από την () ότι η προκύπτουσα μεταβολή της γωνίας περίθλασης είναι ανάλογη του της πυκνότητας χαραγών του φράγματος N. Επομένως, με βάση την εστιακή απόσταση b = 000 mm έχουμε: δ x 4 δθπερ δ x bδθπερ = 000 8,5 0 = 0,85mm. b Σημείωση: Ένας εναλλακτικός, αλλά προσεγγιστικός, τρόπος υπολογισμού είναι να εφαρμόσουμε τη σχέση () για τα δύο γειτονικά μήκη κύματος λ, λ και να αφαιρέσουμε κατά μέλη εξαλείφοντας τον όρο του ημιτόνου με τη γωνία πρόσπτωσης. Στη συνέχεια αντικαθιστούμε: sin θ περ, = x/ b και sin θ περ, = x / b, θεωρώντας ότι το b σταθερό για τα δύο μήκη κύματος, παίρνουμε:

() x x δ x sinθπερ, + sin θπερ, = + = δx bmn( λ λ ) b b b Γ) Στην περίπτωση αυτή θα θεωρήσουμε μια μικρή μεταβολή της γωνίας περίθλασης (λόγω του εύρους της σχισμής) αλλά με σταθερή τη γωνία πρόσπτωσης. Οπότε, υπό αυτές τις συνθήκες, με διαφόριση της σχέσης () έχουμε: mnδλ cosθπρδθπρ cosθπρδθπρ = mnδλ δθπρ = δλ = (3) cosθ mn πρ c cosθπρc c θπρ Αλλά, δθ πρ, οπότε από την (3) παίρνουμε: δλ α = αn αmn (4) Επομένως, το σφάλμα μέτρησης είναι ανάλογο του c. Οπότε για c = 0,05 mm θα έχουμε μικρότερο σφάλμα κατά τον παράγοντα 0,05/0,=/4 Αριθμητικό αποτέλεσμα θα πάρουμε αν υπολογίσουμε τη θπρ από τη σχέση (). Δ) Από την (4) βλέπουμε ότι με το ελάχιστο δυνατό c το δλ είναι πεπερασμένο και επομένως, οι τρόποι να βελτιώσουμε την ακρίβεια (δηλαδή μικρότερο δλ ) είναι: ) Να επιλέξουμε οπτικό φράγμα με μεγαλύτερο N. ) Να μεγαλώσουμε την απόσταση α ή γενικότερα, την εστιακή απόσταση f, που συνεπάγεται μεγαλύτερη ακτίνα καμπυλότητας του σφαιρικού οπτικού φράγματος. 3) Αν τα παραπάνω δεν μπορούν να αλλάξουν, τότε μπορούμε να καταγράψουμε την εικόνα από την δεύτερη τάξη περίθλασης ( m = ), οπότε θα έχουμε διπλασιασμό της ακρίβειας.. Ερωτηση που αφορα στο ρολο του spin στη κατασκευη αποδεκτων κυματοσυναρτησεων. Το θεμα αυτο συζητειται στο βιβλιο (Τραχανας, ενοτητα τριτη). ι) Λογω της ανεξαρτησιας των αντιστοιχων βαθμων ελευθεριας, η πληρης κυματοσυναρτηση ως γινομενο των επι μερους συναρτησεων: ) ιδιοκατασταση του spin!!! ψ(, s) = ϕ( ) α η, ϕ( ) β!! ) ψ(, s) = cϕ( ) α + c ϕ(! ) β ιι) Για τους ως ανω λογους, η κανονικοποιηση των επι μερους κυματοσυναρτησεων ειναι ανεξαρτητη. Συνεπως: )! ϕ( ) dτ =. Οσον αφορα το spin, η κανονικοποιηση υπαρχει ηδη: <α α> = <β β> =, <α β> = 0. )! ϕ( ) d τ =, και c + c =. ιιι) Λογω της μη διακρισιμοτητας των ηλεκτρονιων, οι δυο

3 κυματοσυναρτησεις ειναι ισοδυναμες. Κατα την εναλλαγη των δυο ηλεκτρονιων,, η Ψ παραμενει ιδια. Ομως, συμφωνα με την Αρχη του Pauli, οι συμμετρικες κυματοσυναρτησεις συναρτησεις δεν επιτρεπεται να περιγραφουν πολυηλεκτρονιακες καταστασεις. Συνεπως, η Ψ δεν ειναι αποδεκτη. 3. Ερωτηση που αφορα στα διατομικα μορια. Χρησιμοποιει πληροφορια απο τις σημειωσεις (σελ 6-9), και το βιβλιο (Κεφ. ). Επισης, σχετικα ειναι τα αποτελεσματα απο το προβλημα του αρμονικου ταλαντωτη. Α) Σημειωσεις Β) ) Η μορφη του τυπου για την πιθανοτητα μεταβασης μεταξυ δυο σταθερων καταστασεων ειναι (σημειωσεις-διαλεξεις) P = (γινομενο σταθερων) < ψ T ψ >, οπου Τ ειναι ο τελεστης που αφορα στο προβλημα. Στη παρουσα περιπτωση, Τ = ηλεκτρονιακη διπολικη ροπη. ) Στη προσεγγιση Bon-Oppenheime, στην οποια βασιζεται η κατασκευη ε των καμπυλων της ενεργειας, ( R), οι εν λογω κυματοσυναρτησεις γραφονται ως γινομενα συναρτησεων των ηλεκτρονιακων μεταβλητων και της διαπυρηνικης αποστασης. Η συζευξη του ηλεκτρονιου με το πεδιο αντιπροσωπευεται απο το στοιχειο πινακα με τις τον τελεστη και τις ηλεκτρονιακες συναρτησεις. Δηλαδη, οπως γραφεται και στις σημειωσεις, (για Bon-Oppenheime σελ. 6- και για Fanck-Condonσελ. 4), η πιθανοτητα θα ειναι αναλογος του απολυτου τετραγωνου του ολοκληρωματος επικαλυψης των πυρηνικων συναρτησεων, <Ππυρ ( R) Π πυρ ( R) > που πολλαπλασιαζει το τετραγωνο του ηλεκτρονιακου ολοκληρωματος με τον τελεστη!. Η απαντηση βασιζεται στο να γνωριζουμε που θα ειναι μελυτερο (κατα ταξη μεγεθους) η ποσοτητα ( R) ( R) <Ππυρ Π πυρ >. Κανομε χρηση των γνωσεων γυρω απο τις λυσεις του αρμονικου ταλαντωτη, (βλεπε το παρακατω διαγραμμα απο το βιβλιο των Seway et al- Συγχρονη Φυσικη, σελ. 84). Οσο μεγαλωνει ο αριθμος ν, τοσο τα πλατη απλωνονται προς τα ακρα, διοτι το συστημα γινεται πιο κλασσικο (Αρχη της Αντιστοιχιας). Επομενως, για το

4 σωματιδιο σε διατομικο μοριο -ας πουμε περιπου σε αρμονικο ταλαντωτη- η πιθανοτητα να ευρισκεται στα ακρα σημεια επιστροφης- μεγαλωνει, ενω μικραινει στο κεντρο. Ετσι, η επικαλυψη μεταξυ της, 0> και των μεγαλων ν της > θα μεγιστοποιειται περιπου στη σχετικη θεση των καμπυλων που σχεδιαζεται στο διαγραμμα.

5

6

7 5. Απο τις σημειωσεις και απο τις διαλεξεις. Α) Η προσθεση του ηλεκτρονιου στο Η διδει την χαμηλοτερη ενεργειακα διαταξη δυο ηλεκτρονιων s S, οπως στη περιπτωση του He. Το ενα ηλεκτρονιο εχει spin α και το αλλο εχει spin β. Η αντιστοιχη χωρικη κυματοσυναρτηση στη μηδενικη προσεγγιση (απλο γινομενο ατομικων τροχιακων) ειναι Φ (!,! ) = ϕs(! ) ϕs(! ). Β) Πρεπει να λυθει η εξισωση ιδιοτιμων του Schödinge HΨ = ΕΨ οπου Ψ ειναι η ακριβης ιδιοσυναρτηση, Ε ειναι η ακριβης ενεργεια και Η ειναι ο τελεστης για τα δυο ηλεκτρονια με Ζ = (σε ατομικες μοναδες) Η =! n - n= + n= n!! = (υδρογονο) + (υδρογονο) + h + h + Συνθηκη της θεωριας μεταβολων:!! Για μια δοκιμαστικη συναρτηση, εστω ψ", που αντιπροσωπευει μια βασικη κατασταση ψ > με ενεργεια Ε, ισχυει E" E () οπου E" = < ψ" H ψ" > (3) < ψ" ψ" > (για μη κανονικοποιημενη, εν γενει, ψ" ). Δηλαδη, η ελαχιστη δυνατη τιμη της ενεργειας E" δεν μπορει να βρεθει κατω απο την ακριβη ενεργεια, Ε. Αυτη η συνθηκη επιτρεπει την βελτιστοποιηση δοκιμαστικων κυματοσυναρτησεων δια των μεταβολων: Εαν η ψ" περιεχει παραμετρους, α i, γραμμικες η μη γραμμικες, στο ελαχιστο ισχυει, για καθε α i, () E" αi = 0 (4)

8 Γ) Με δεδομενη την μορφη της συναρτησης ϕ s (! ), εχομε, σε ατομικες μοναδες και για καθε Ζ, την συναρτηση για την μηδενικη προσεγγιση s S, Φ (!,! ) = 3 Z Z Z e e () π Εστω οτι το Ζ γραφεται ως παραμετρος μεταβολων, ζ. Τοτε η () παιρνει τη δοκιμαστικη μορφη Φ (!,! ) = 3 ζ ζ ζ e e (3) π Αφου καθενα απο τα δυο ηλεκτρονια εμποδιζει το αλλο απο το να αισθανεται το συνολικο φορτιο Ζ, περιμενομε οτι στη βελτιστη περιπτωση ζ < Ζ. (Εαν η θωρακιση του ενος ηλεκτρονιου απο το αλλο ηταν τελεια, τοτε το εξωτερικο ηλεκτρονιο θα εβλεπε φορτιο Ζ ). Για να αξιοποιησουμε το γεγονος της γνωστης λυσης του υδρονικου ατομου, γραφομε τον Η (οπως στις διαλεξεις)! ζ ( ζ Z) Η = n + + (4) n= n= n n= n Το αθροισμα στις αγκυλες διδει την λυση για το αθροισμα δυο ανεξαρτητων υδρογονικων ατομων στη κατασταση s με φορτιο ζ, ενα για καθε ηλεκτρονιο. Δηλαδη, (σε ατομικες μοναδες), η αντιστοιχουσα ενεργεια ειναι Ε 0 ζ = - = - ζ (5) Κανοντας χρηση των (3)- (5), η ολικη δοκιμαστικη ενεργεια διδεται απο E" = < Φ (!,! ) Η Φ (!,! ) > <Φ Η Φ> = - ζ + (ζ Ζ) dτn n= n + dτdτ (6) οπου dτn ειναι το στοιχειο ογκου για καθε ηλεκτρονιο του ατομου, n =,, dτ = sinθddθdφ. Υπολογισμος ολοκληρωματων: α) <Φ Φ> = (7) β) dτ = dτ

9 = π π 3 ζ e ζ d sinθdθ dφ π 0 0 0 = ζ (8) γ) dτdτ = 5 ζ (δοθηκε ως δεδομενο) (9) 8 Επομενως, E" 5 = ζ Zζ + ζ (0) 8 Τωρα εφαρμοζομε την συνθηκη ελαχιστοποιησης (4) ως προς την παραμετρο ζ : E" 5 = 0 = ζ Z + () ζ 8 Δηλαδη η ελαχιστη τιμη της ενεργειας για την κυματοσυναρτηση που εχει την μορφη της Φ (εξ. 3) ευρισκεται οταν 5 ζ = Z () 6 και διδεται απο 5 E" = Z 6 ατομικες μοναδες (a.u) (3) Για το παρον προβλημα, Ζ =. Επομενως, E" (για Η - ) = - 0.473 a.u.. Η ενεργεια του ατομου του υδρογονου ειναι - = 0.500 a.u., δηλαδη ευρισκεται χαμηλοτερα. Αρα, σε αυτη την προσεγγιση, το αρνητικο ιον του υδρογονου, Η -, δεν ειναι δεσμιο.