ויקיפדיה

המבנה הדק – הבדלי גרסאות

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה
→ העריכה הקודמתהעריכה הבאה ←
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חזותיקוד ויקי
Matanyabot (שיחה | תרומות)
475,756 עריכות
מ בוט החלפות: להיעזר, תאור\1, פיזיק, |מרכז, |ממוזער, נייטרו\2, מדויק, דוגמה\1
שורה 1:
[[File:Fabry Perot Etalon Rings Fringes.png|left|thumbממוזער|200px|תמונת [[התאבכות]] המראה את פיצול המבנה הדק עבור אטום [[דיאוטריום]].]]
 
ב[[פיסיקהפיזיקה אטומית]], '''תיקוני המבנה הדק''' מתארים את הפרדות [[הרחבות ספקטרליות|הקווים הספקטרליים]] של [[אטום|אטומים]] בגלל תיקונים יחסותיים מסדר ראשון.
 
הספקטרום הראשי של [[אטום המימן]] הוא הספקטרום המצופה ללא תיקונים [[תורת היחסות|יחסותיים]] וללא התייחסות ל[[ספין]] והשפעותיו. עבור אטום המימן רמות האנרגיה בספקטרום הראשי מושפעות רק [[אטום המימן#מאפיינים מתמטיים של הפתרון|מהמספר הקוונטי]] הראשי, n ואילו מודל מדוייקמדויק יותר יקח בחשבון גם אפקטים יחסותיים ואפקטים הקשורים בספין [[אלקטרון|האלקטרון]]. כאשר מתחשבים באפקטים אלו נעלם [[ניוון (פיזיקה)|ניוון]] רמות האנרגיה הנחזה [[משוואת שרדינגר|ממשוואת שרדינגר]] והקווים הספקטרליים מתפצלים.
גודל תיקון המבנה הדק קטן פי <sup>2</sup>(''Zα''), כאשר ''Z'' הוא [[מספר אטומי|המספר האטומי]] ו-''α'' הוא [[קבוע המבנה הדק]], מספר חסר יחידות השווה בקירוב ל<math>1/137</math>.
 
שורה 36:
: <math>p^{2}\vert\psi^{0}\rangle=2m(E_{n}-V)\vert\psi^{0}\rangle</math>
 
ניתן להעזרלהיעזר בתוצאה זו כדי לחשב תיקונים יחסותיים נוספים:
 
: <math>E_{n}^{(1)}=-\frac{1}{8m^{3}c^{2}}\langle\psi^{0}\vert p^{2}p^{2}\vert\psi^{0}\rangle</math>
שורה 55:
בחישוב האחרון קיבלנו כי סדר הגודל של התיקון היחסותי לאנרגיה הוא <math> -9.056 \times 10^{-4}\ \text{eV}</math>.
 
'''הערה:''' במציאות, <math>p^{4}</math> הוא לא [[אופרטור הרמיטי]] עבור אטומים דמויי אטום מימן במצב-s <math>(l = 0)</math>. השימוש ב[[תורת ההפרעות (מכניקת הקוונטים)|תורת ההפרעות]] דורשת שההמילטוניאן המופרע יהיה הרמיטי. לכן ההוכחה למעלה לא לחלוטין ריגורוזית כש <math>l = 0</math>. למרות זאת מהשוואה עם התוצאה המדוייקתהמדויקת (תוך שימוש ב[[משוואת דיראק]]) מראה שהתוצאה למעלה נכונה עבור התיקון מסדר ראשון אפילו כש <math>l = 0</math>.
 
== איבר צימוד ספין-מסלול ==
שורה 79:
 
 
'''הערה:''' רמות האנרגיה תלויות [[היחס הג'ירומגנטי|בפקטור הג'ירומגנטי]], שהוא גודל הקושר בין המומנט המגנטי <math>\mu</math> לספין <math>s</math> והוא אחת מתכונות החלקיק. עבור אלקטרון הוא בקירוב <math>2</math>, עבור [[פרוטון]] כ <math>2.79</math> ועבור [[ניוטרוןנייטרון]] ערכו <math>-1.91</math>.
רמות האנרגיה (n,l,s)=(n,0,1/2) ו (n,l,s)=(n,1,-1/2) זהות לאחר תיקון המבנה הדק, כאשר משתמשים בפקטור ג'ירומגנטי 2. עבור תיקונים בסדרים גבוהים יותר יש להשתמש בפקטור ג'ירומגנטי של 2.0031904622.
מהכללה לכל סדר של התיקונים היחסותיים ([[משוואת דיראק]]) מוצאים שלזוג רמות האנרגיה האלו יש ניוון (רמות האנרגיה זהות), אך מאוחר יותר נתגלה שאין ניוון כתוצאה [[תורת השדות הקוונטית|מתורת השדות הקוונטית]].
שורה 94:
 
לכן איבר דרווין משפיע רק עבור מצב s.
לדוגמאלדוגמה האיבר נותן למצב 2s את אותה אנרגיה כמו למצב 2p על ידי העלאת מצב 2s ב<math>9.057\cdot\mbox{10}^{-5}eV</math>.
 
איבר דרווין, על שם [[צ'ארלס גלטון דרווין]], משנה את הפוטנציאל האפקטיבי בגרעין. ניתן לפרש את השפעתו כמריחת האינטרקציה בין האלקטרון לגרעין בשל אפקט הרעידה הקוונטית של האלקטרון.
שורה 115:
כאשר <math>j</math> הוא [[מומנט זוויתי כולל|המומנט הזוויתי הכולל]] כש (<math>j = 1/2</math> אם <math>l = 0</math> ו <math>j = l \pm 1/2</math> אחרת).
 
נציין גם כי אל תוצאה זו הגיע ראשון [[ארנולד זומרפלד]] על בסיס תיאורייתתאוריית בוהר הישנה (התיאוריההתאוריה הקוונטית הישנה), לפני שהומצאה [[מכניקת הקוונטים|תיאורייתתאוריית הקוונטים המודרנית]].
 
[[File:תיקוני_המבנה_הדק.png|frame|centerמרכז|]]
== ראו גם ==
* [[מכניקת הקוונטים]]
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/wiki/המבנה_הדק"