Elektromagnetsko zra enje - PMF Naslovnica 3].pdf1 STARA KVANTNA TEORIJA Klasina fizika Kvantna...

download Elektromagnetsko zra enje - PMF Naslovnica 3].pdf1 STARA KVANTNA TEORIJA Klasina fizika Kvantna mehanika EMZ Eksperimenti Zraenje crnog tijela Fotoelektriki efekt Linijski

of 10

  • date post

    06-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    247
  • download

    7

Embed Size (px)

Transcript of Elektromagnetsko zra enje - PMF Naslovnica 3].pdf1 STARA KVANTNA TEORIJA Klasina fizika Kvantna...

  • 1

    STARA KVANTNA TEORIJA

    Klasina fizika

    Kvantna mehanika

    EMZ

    Eksperimenti

    Zraenje crnog tijela

    Fotoelektrikiefekt

    Linijski spektri

    Modeli atoma

    Valna priroda estica

    Sir Isaac Newton (1642-1727)

    Christian Huygens (1629 1695)

    James Clerk Maxwell (1831 - 1879)

    Podruja zraenja

    Elektromagnetsko zraenje

    c = %

    c

    =

    1

    =%

    STARA KVANTNA TEORIJA

    Klasina fizika

    Kvantna mehanika

    EMZ

    Eksperimenti

    Zraenje crnog tijela

    Fotoelektrikiefekt

    Linijski spektri

    Modeli atoma

    Valna priroda estica

    Zraenje crnog tijela

  • 2

    Joef Stefan

    1835 1893

    Stefan Boltzmannov zakon

    M = T4

    Ludwig Eduard Boltzmann

    1844 1906

    Gustoa energije zraenja

    STARA KVANTNA TEORIJA

    Klasina fizika

    Kvantna mehanika

    EMZ

    Eksperimenti

    Zraenje crnog tijela

    Fotoelektrikiefekt

    Linijski spektri

    Modeli atoma

    Valna priroda estica

    Fotoelektrini efekt

    1. Elektrina struja proporcionalna je intenzitetu zraenja.

    Eksperimentalne injenice

    2. Kinetika energija elektrona neovisna je o intenzitetu zraenja.

    3. Maksimalna kinetika energija elektrona raste s frekvencijom zraenja.

    4. Zraenje veih valnih duljina od neke granine vie ne uzrokuje fotoefekt.

    Fotoelektrini efekt

    E

    h

    E0

    Ekk 0

    E h =

  • 3

    1. Elektrina struja proporcionalna je intenzitetu zraenja.

    Vei intenzitet vei broj fotona vei broj izbaenih elektrona vea struja.

    Eksperimentalne injenice

    2. Kinetika energija elektrona neovisna je o intenzitetu zraenja.

    Kinetika energija fotoelektrona ne ovisi o broju upadnih fotona.

    3. Maksimalna kinetika energija elektrona raste s frekvencijom zraenja.

    Kinetika energija fotoelektrona proporcionalna je energiji, odnosno frekvenciji upadnih fotona.

    4. Zraenje veih valnih duljina od neke granine vie ne uzrokuje fotoefekt.

    Izlazni rad ovisi samo o tome koliko su elektroni rvsto vezani u samom

    metalu, a to ovisi o prirodi metala.

    STARA KVANTNA TEORIJA

    Klasina fizika

    Kvantna mehanika

    EMZ

    Eksperimenti

    Zraenje crnog tijela

    Fotoelektrikiefekt

    Linijski spektri

    Modeli atoma

    Valna priroda estica

    Linijski spektriBalmerova serija

    Stacionarna stanja

    Pri prijelazu E = h

    Kvantiziranost L = nh

    Bohrov model atoma

    STARA KVANTNA TEORIJA

    Klasina fizika

    Kvantna mehanika

    EMZ

    Eksperimenti

    Zraenje crnog tijela

    Fotoelektrikiefekt

    Linijski spektri

    Modeli atoma

    Valna priroda estica

    kvantna mehanika

    ErwinSchrdinger(1887 1961)

    Paul AdrienMaurice Dirac(1902 1984)

    The Nobel Prize in Physics 1933"for the discovery of new productive forms of atomic theory"

  • 4

    UVOD U KVANTNU MEHANIKU

    Princip neodreenosti

    Mikroskop s -zrakama

    Postulati kvantne mehanike

    Operatori Mjerne vrijednosti

    Valna funkcija

    Teoremi kvantne mehanike

    Vremenskaovisnost

    Princip neodreenosti

    Mikroskop s - zrakama

    x px h

    Postulati kvantne mehanike

    Operatori Mjerne vrijednosti

    Valna funkcija Vremenskaovisnost

    ( , )q t

    Kontinuirana

    Integral konaanKonana funkcija

    Konana derivacija

    Jednoznana

    Postulati kvantne mehanike

    Operatori Mjerne vrijednosti

    Valna funkcija Vremenskaovisnost

    Postulati kvantne mehanike

    Operatori Mjerne vrijednosti

    Valna funkcija Vremenskaovisnost

    i i i =

    d

    d

    =

    d =

    jednadba svojstvenih vrijednosti

    Postulati kvantne mehanike

    Operatori Mjerne vrijednosti

    Valna funkcija Vremenskaovisnost

    ( )( ), ,q t

    H q t it

    =

    h

    ( ) ( ) ( ) ( ), ,q t q t q q =

    Stacionarna stanja

  • 5

    Harmoniki oscilatorF k x=

    d dV F x k x x= =

    21

    2V kx=

    Hooke:

    Utjecaj mase Utjecaj konstante sile

    estica u kutiji

  • 6

    2

    2

    28

    hE n

    mL=

    ( )2

    1 22 1

    8n n

    hE E E n

    mL+ = = +

    VODIKOV ATOM

    H

    Schrdingerova jednadba

    Separacija varijabli

    Kugline funkcijeYl,m(, ) = l,m () m ()

    Radijalne funkcijeRn(r)

    Kvantni brojevi m i lKvantni broj n

    Energija

    SPIN

  • 7

    i1( ) e

    2

    mm

    =

    0

    1( )

    2m

    m

    =

    =

    0

    1( )

    2 =

    m = 0

    cos1

    1cos( ) =

    m = 1

    sin1

    1sin( ) =

    m = 1

    0,0

    1

    2 =l = 0

    Rjeenja l = 1 1,0 6 cos2

    = 1,13

    sin2

    =

  • 8

    l = 2 Kugline funkcije

    0,0

    1

    2Y =

    Kugline funkcije

    1,0

    1cos

    2Y

    3=

    sin1,1

    1sin sin

    2Y

    3=

    Kugline funkcije

    22,0

    1(3cos 1)

    4Y

    5=

    cos2,1

    1sin cos cos

    2Y

    15=

    sin2,1

    1sin cos sin

    2Y

    15=

    Vieelektronski atomi

    Schrdingerova jednadba

    Aproksimacija sredinjeg poljaSamousklaenost polja

    Dvije kutne jednadbeJedna radijalna jednadba

    Kvantni brojeviml i l

    Kvantni brojevin i l

    EnergijaE

    Kvantni brojevis i ms

    SpektarIzborna pravila

    Naelo izgradnje

    Elektronskekonfiguracije

    Periodni sustav elemenata

    Energija ionizacijeElektronski afinitetElektronegativnost

    Elektronska struktura

    molekula

    Born-Oppenheimerova aproksimacija

    Metoda molekularnih

    orbitala

    Metoda valentnih struktura

    Usmjerenost veza i hibridizacija

    -elektronska teorija

    Teorija ligandnog polja

    Elektronska struktura kristala

  • 9

    Born-Opperheimerova aproksimacija

    uk N e =

    ( )e e e eT V + = ( )N e N NT E + =

    ELEKTRONSKA GIBANJAUZ STALNI POLOAJ

    JEZGRE

    GIBANJE JEZGRA POD UTJECAJEM

    POTENCIJALA Ee

    Metoda valentnih struktura

    2

    1 2

    0 A1 B1 A2 B2 12 AB

    1 1 1 1 1 1 4

    eH T T

    r r r r r r

    = + + + + =

    2 2

    1 2

    0 A1 0 B2

    4 4

    e eT T

    r r

    = + +

    2

    A1 B2

    0 B1 A2 12 AB

    1 1 1 1 4

    eH H H

    r r r r

    + + + = + +

    Hibridizacija

    Pauling & Slater

    - funkcije se mijeaju i nastaju nove funkcije hibridne orbitale

    -s i p hibridne orbitale su ekvivalentne, imaju maksimume u razliitim smjerovima

    1 1 2 2

    1

    2

    1

    2

    1

    ...

    1

    1

    n

    i ij j i i in n

    j

    n

    ij

    j

    n

    ij

    i

    c c c c

    c

    c

    =

    =

    =

    = = + + +

    =

    =

    2 2 2

    2

    x y z

    s

    c c cn

    c

    + +=

    CH4

    sp3

    CH2 = CH2

    sp2

  • 10

    CH CH

    sp

    2 2 2

    1 2

    0 A1 B1 0 A2 B2 0 12 AB

    1 1 1 1 1 1 4 4 4

    e e eH T T

    r r r r r r

    = + + + + +

    Metoda molekularnih orbitala