المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
الاقليم المناخي الموسمي
2024-11-02
اقليم المناخ المتوسطي (مناخ البحر المتوسط)
2024-11-02
اقليم المناخ الصحراوي
2024-11-02
اقليم المناخ السوداني
2024-11-02
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01

Motion of ultrarelativistic particles
2-2-2017
تأثير المطر الحمضي - على البيئة البحرية
1-9-2017
جمال الدين الاَسترابادي
11-8-2016
الإجماع الدخولي
9-9-2016
أسعد بن المهذب بن أبي المليح مماتي
21-06-2015
اسأل شريك حياتك عن ((أحلامه المتجددة))
3-12-2019


إشغال مستويات الطاقة الجزيئية  
  
1954   12:30 صباحاً   التاريخ: 13-1-2021
المؤلف : الدكتور صلاح الدين محمود يونس
الكتاب أو المصدر : الفيزياء الجزيئية
الجزء والصفحة : 175
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / الفيزياء الجزيئية /

إشغال مستويات الطاقة الجزيئية

تعتمد شدة الخطوط الطيفية على احتمالية الانتقال وعلى عدد الجزيئات في وحدة الحجم Ni التي تشغل الحالة i للمستويات الجزيئية المشاركة بالانتقال فلأطياف الانبعاث تكون Ni اشغال مستوى الطاقة الاعلى الباعث للطاقة ولأطياف الامتصاص Ni هي الفرق بين اشغال المستوى الاعلى والمستوى الأوطأ ولأطياف رامان Ni هي اشغال المستوى الأوطأ الذي يحصل منه التهيج.

وتعتمد كثافة الاشغال Ni على درجة الحرارة T والوزن الاحصائي g للحالة الجزيئية وهو عدد مستويات الطاقة المتشابهة لحالة جزيئية والوزن الاحصائي لمستوى دوراني g = 2J+1 لان الزخم الزاوي J يمكن ان يكون له 2J+1 توجه في الفضاء وهذه التوجهات لها الطاقة نفسها بغياب المجال الكهربائي، وتعطى كثافة الاشغال لمستوى بطاقة Ei بقانون بولتزمان:

.........(1)

حيث N = Σi Ni هي كثافة الجزيئات الكلية و هي دالة التجزئة ويضم الوزن الاحصائي لمستوى اهتزازي – دوراني مشاركات من الدوران والاهتزاز والبرم النووي ويعطى بالعلاقة:

........(2)

ويعطى اشغال مستويات الطاقة الدورانية بالعلاقة:

.............(3)

حيث Nv الاشغال الكامل للمستوى الاهتزازي v ومستويات الطاقة الدورانية تكون مشغولة في درجات الحرارة الاعتيادية كما مبين في شكل (1) حيث .

ويعبر عن اشغال مستويات الطاقة الاهتزازية لجزيئة لا تدور تملك درجة حرية واحدة بالعلاقة:

...........(4)

حيث دالة التجزئة الاهتزازية وN العدد الكلي للجزيئات في وحدة الحجم.

الشكل(1)

وبجمع المعادلتين (2) و(3) نحصل على كثافة اشغال مستوى اهتزازي – دوراني:

........(5)

ويؤثر برم النواة I على اشغال مستويات الطاقة الجزيئية فعندما تتبادل النوى في جزيئة ثنائية الذرة متشابهة النوى فان الدالة الموجية لحالة قد تكون متماثلة او غير متماثلة وضمن تقريب بورن – اوبنهايمر تكتب الدالة الموجية الكلية Ψ كحاصل ضرب المشاركة الالكترونية ψe والمشاركة الاهتزازية ψv والدورانية ψr والبرم النووي ψnuc:

.......(6)

وتدعى النوى التي مقدار برمها النووي نصف عدد صحيح فيرميونات والدالة الموجية الكلية يجب ان تكون غير متماثلة عند تبادل النوى المتشابهة والنوى التي برمها يساوي عدد صحيح تدعى بوزونات والدالة الموجية الكلية يجب ان تكون متماثلة بالنسبة لتبادل النوى المتشابهة ولان ψe وψv دالة متماثلة عند تبادل النوى فان حاصل الضرب mucψψ يجب ان يكون غير متماثل للنوى التي برمها نصف عدد صحيح ومتماثلة للنوى التي برمها يساوي عدد صحيح.

فمثلا للحالة Σ+g فان ψr متماثلة المستويات التي عددها الكمي الدوراني J زوجي وغير متماثلة لأعداد J الفردية ولكي يكون حاصل الضرب mucψψ غير متماثل يجب جمع دوال برم نووية متماثلة مع قيم J فردية ودوال برم نووية غير متماثلة مع اعداد J زوجية فمثلا اذا كانت النوى المتشابهة تملك برم نووي 2/1 فان العدد الكمي للبرم النووي يساوي  +-2/1 اي ان البرم يمكن ان يتوجه الى اعلى α او الى الاسفل β لذلك تنشأ ثلاث دوال برم نووي متماثلة αα وββ و ولكن جمع غير متماثل واحد . ومن هذا يتبين ان الوزن الاحصائي لدوال البرم النووي المتماثلة يكون ثلاثة اضعاف الووزن الاحصائي للدوال الغير متماثلة لذا فان اشغال المستويات الدورانية للحالة الارضية لجزيئة الهيدروجين Σ+g للأعداد الكمية الدورانية الفردية تكون ثلاثة اضعاف اشغال الاعداد الكمية الدورانية الزوجية.

وتوجد، بشكل عام، للجزيئات الثنائية الذرة المتشابهة النوى وتملك برم نووي I عدد (21+1)(1+1) دوال برم نووي متماثلة و(21+1) 1 دوال برم نووي غير متماثلة ويجب ان تكون الدوال الموجية الكلية متماثلة للنوى البوزونية بعدد كمي للبرم النووي I زوجي لذلك فان المستويات الدورانية بعدد كمي دوراني زوجي في حالة الكترونية Σg تملك وزن احصائي (21+1) (1+1) بينما المستويات الدورانية بعدد كمي دوراني فردي تملك الوزن (21+1) 1.

وتملك جزيئة النتروجين برم نووي 1 = I، اي ان النوى بوزونات وحاصل الضرب mucψψ يجب ان يكون متماثلة ونسبة اعداد الاشغال الزوجي الى الفردي لمستويات دورانية والبرم النووي لجزيئة الاوكسجين 0 = I اي ان النوى بوزونات وتوجد دالة برم نووي متماثلة فقط لذلك فان الوزن الاحصائي لمستويات دورانية باعداد كمية دورانية فردية يساوي الصفر ولا تظهر في طيف جزيئة الاوكسجين.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.