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FHSST 物理/原子/能量量子化

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原子
模型 - 結構 - 同位素 - 能量量子化 - 電離能週期性 - 連續電離能 - 玻爾軌道 - 海森堡不確定性原理 - 泡利不相容原理 - 電離能 - 電子構型 - 價鍵

能量量子化和電子構型

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圍繞原子核空間的電子不能擁有任意能量。事實上,當它們被束縛在原子中時,它們被限制在一個離散的能量集合中。這種能量值的離散化被稱為“量子化”,意味著允許的能量值之間存在離散的能量差,稱為“量子”。

這種驚人的行為源於電子的波動性以及支配它們的薛定諤方程,這兩個主題都應該在量子物理課程中得到解決。需要說明的是,當粒子處於自由空間(意味著不存在勢能)時,允許的能量值是連續的。然而,當它們處於勢能之中時,例如在原子核中質子產生的勢能中,它們的能量值就會變得量子化。

這種量子化的影響是深遠的。基本上所有其他的自然科學——化學、生物學以及其他衍生科學都主要依賴於這種量子化導致的原子行為。

這些能級與原子核的距離相關聯(量子物理在這裡引入了警告)。也就是說,電子的能量越高,它離原子核就越遠。在盧瑟福發現原子內部的核-電子體系與量子物理學發展之間的一段時間裡,人們將原子核周圍的電子想象成太陽系中的行星。事實上,使用這種經典軌道模型可以做出大量的正確預測,但最終量子力學必須接管才能提供“完整”的影像。事實證明,電子以“波函式”的形式存在。它們只能透過一個機率場來描述,這個機率場表示在某個位置找到它們的可能性。這些三維機率函式可以為了視覺目的而被封裝為表面

<<三維電子軌道的精美圖片會很棒……有人嗎?有人嗎?>>

當研究人員最初開始瞭解原子的電結構時,主要工具是光譜儀。

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