Я наткнулся на обсуждение атомных ридберговских состояний, которые, по-видимому, определяются как имеющие внешний электрон в сильно возбужденном состоянии. В том же тексте упоминается, что эти возбужденные электроны можно довольно хорошо смоделировать с помощью модели Бора.
Я не понимаю, почему это должно быть так. Модель Бора рассматривает электрон как тело, вращающееся по круговой орбите вокруг ядра, тогда как модель электронного облака, по-видимому, создает сильно анизотропные орбиты. Насколько я понимаю, модель Бора также предлагает электронные орбиты с фиксированными радиусами.
Я не понимаю, как это можно вывести из предела больших . Как модель Бора связана с моделями электронных облаков через принцип соответствия?
С другой стороны, мне любопытно, почему различное расщепление орбитальной энергии в результате атомных эффектов (тонкая структура, сверхтонкая и т. д.), которое вызывает невырожденные орбитали относительно игнорируется из-за высокого , где орбитальные энергии зависят только от главного квантового числа.
Использованная литература:
Рэндалл Г. Хьюлет и Дэниел Клеппнер, Атомы Ридберга в «круговых» состояниях, Phys. Преподобный Летт. 51 (1983) 1430 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.51.1430
Р. Дж. Бреча, Г. Райтель, К. Вагнер, Х. Вальтер, Циркулярные состояния Ридберга с очень большим n, https://doi.org/10.1016/0030-4018(93)90392-I
Определять
(чтобы добраться до квазиклассического предела и принципа соответствия ), и
(чтобы гарантировать, что орбиталь имеет четко определенный радиус).
Не могли бы вы согласиться с тем, что я написал этот пост как попытку ответа, в основном для того, чтобы узнать больше об истории квантовых моделей и связи между моделями Бора / Ридберга. Надеюсь, это побудит кого-то еще дать более сложный ответ, из которого мы оба можем извлечь уроки.
Я наткнулся на обсуждение атомных ридберговских состояний, которые, по-видимому, определяются как имеющие внешний электрон в сильно возбужденном состоянии. В том же тексте упоминается, что эти возбужденные электроны можно довольно хорошо смоделировать с помощью модели Бора.
Объяснение атомов Ридберга и Бора и их сходства
Атом Ридберга — это возбужденный атом с одним или несколькими электронами, имеющими очень большое главное квантовое число. Эти атомы обладают рядом специфических свойств, включая преувеличенную реакцию на электрические и магнитные поля, длительные периоды распада и волновые функции электронов, которые при некоторых условиях приближаются к классическим орбитам электронов вокруг ядер. Электроны ядра экранируют внешний электрон от электрического поля ядра, так что на расстоянии электрический потенциал выглядит идентичным тому, который испытывает электрон в атоме водорода.
Несмотря на свои недостатки, модель атома Бора полезна для объяснения этих свойств. Классически электрон на круговой орбите радиуса r вокруг ядра водорода с зарядом +e подчиняется второму закону Ньютона:
где .
Орбитальный импульс квантуется в единицах :
.
Объединение этих двух уравнений приводит к выражению Бора для орбитального радиуса через главное квантовое число: :
Теперь понятно, почему ридберговские атомы обладают такими специфическими свойствами: радиус орбиты масштабируется как ( состояние водорода имеет атомный радиус ~1 мкм) и геометрическое сечение как . Таким образом, ридберговские атомы чрезвычайно велики со слабо связанными валентными электронами, которые легко возмущаются или ионизируются столкновениями или внешними полями.
Из реферата Circular Rydberg States , который вы указали как текст, содержащий ссылку на Бора.
Сообщается о производстве непрерывного пучка ридберговских атомов рубидия в круговом состоянии с главными квантовыми числами. вокруг . Циркулярные состояния заселяются с помощью скрещенных электрических и магнитных полей. Они непрерывно обнаруживаются новой схемой полевой ионизации. Круговой характер атомов выводится из картин полевой ионизации и из микроволновых спектров переходов в круговые состояния с меньшим n. Круглые ридберговские атомы с очень большими n должны использоваться для исследований микроволновой ионизации и для экспериментов с одноатомным мазером.
Исходя из этого, кажется, что они создали круговые состояния, а-ля модель Бора, используя методы, которые по совпадению (или свойствам их оборудования) имитируют круговые орбиты и искажают правильную модель электронного облака. В статьях Википедии упоминается о предрасположенности к этому ридберговских атомов.
Стев1234
Анна В