Закон Мозли: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Dinamik (обсуждение | вклад) →История: дополнение с использованием https://de.wikipedia.org/?oldid=196903210 |
Dinamik (обсуждение | вклад) оформление |
||
Строка 4: | Строка 4: | ||
== Формулировка закона Мозли == |
== Формулировка закона Мозли == |
||
Согласно Закону Мозли, [[квадратный корень|корень квадратный]] из частоты <math>\nu</math> [[спектральная линия|спектральной линии]] [[Характеристическое рентгеновское излучение|характеристического излучения]] элемента есть [[линейная функция]] его порядкового номера <math>Z</math>: |
Согласно Закону Мозли, [[квадратный корень|корень квадратный]] из частоты <math>\nu</math> [[спектральная линия|спектральной линии]] [[Характеристическое рентгеновское излучение|характеристического излучения]] элемента есть [[линейная функция]] его порядкового номера <math>Z</math>: |
||
<math>\sqrt{\frac{\nu}{c\cdot R_\infty}} = (Z- |
<math>\sqrt{\frac{\nu}{c\cdot R_\infty}} = (Z-\sigma)\sqrt{\frac1{n_1^2}-\frac1{n_2^2}}</math> |
||
где c — скорость света, <math>R_\infty</math> — [[постоянная Ридберга]], <math> |
где c — скорость света, <math>R_\infty</math> — [[постоянная Ридберга]], <math>\sigma</math> — постоянная {{не переведено 3|экранирование (атомная физика)|экранирования|de|Abschirmung (Atomphysik)}}, <math>n_1</math> — [[главное квантовое число]] внутренней орбитали, на которую осуществляется переход электрона, инициирующий излучение соответствующей линии, <math>n_2</math> - главное квантовое число внешней орбитали, с которой осуществляется переход (<math>n_1</math> = 1, 2, 3... <math>n_2</math> = <math>n_1+1</math>, <math>n_1+2</math>, <math>n_1+3</math>). На диаграмме Мозли зависимость от <math>Z</math> представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям <math>n_1</math> = 1, 2, 3,…). |
||
Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в [[периодическая система элементов|периодической системе элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]] и содействовал выяснению физического смысла <math>Z</math>. |
Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в [[периодическая система элементов|периодической системе элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]] и содействовал выяснению физического смысла <math>Z</math>. |
||
Строка 40: | Строка 40: | ||
** <math> m_e </math> — масса электрона |
** <math> m_e </math> — масса электрона |
||
** <math> M </math> — [[ядерная масса|масса ядра]] |
** <math> M </math> — [[ядерная масса|масса ядра]] |
||
* <math> Z_\text{эфф} = Z - |
* <math> Z_\text{эфф} = Z - \sigma </math> — {{не переведено3|эффективный заряд ядра||en|Effective nuclear charge}}. Использование этой величины отличает закон Мозли от [[формула Ридберга|формулы Ридберга]] |
||
** <math>Z</math> — [[зарядовое число]] |
** <math>Z</math> — [[зарядовое число]] |
||
** <math> |
** <math>\sigma</math> — постоянная, которая описывает {{не переведено 3|экранирование (атомная физика)|экранирование|de|Abschirmung (Atomphysik)}} заряда ядра электронами, расположенными между ядром и рассматриваемым электроном |
||
* <math>n_1</math>, <math>n_2</math> — [[Главное квантовое число|главные квантовые числа]] [[квантовое состояние|квантового состояния]] (n<sub>1</sub> — внутренняя {{не переведено3|Оболочка (атомная физика)|оболочка|de|Schalenmodell (Atomphysik)}}, n<sub>2</sub> — внешняя). |
* <math>n_1</math>, <math>n_2</math> — [[Главное квантовое число|главные квантовые числа]] [[квантовое состояние|квантового состояния]] (n<sub>1</sub> — внутренняя {{не переведено3|Оболочка (атомная физика)|оболочка|de|Schalenmodell (Atomphysik)}}, n<sub>2</sub> — внешняя). |
||
Строка 53: | Строка 53: | ||
{| class = "wikitable centered" style = "text-align: center" |
{| class = "wikitable centered" style = "text-align: center" |
||
|- |
|||
|- class = "hintergrundfarbe5" |
|||
! colspan = 2 | Внешняя оболочка |
! colspan = 2 | Внешняя оболочка |
||
! colspan = 2 | Внутренняя оболочка |
! colspan = 2 | Внутренняя оболочка |
||
Строка 59: | Строка 59: | ||
! rowspan = 2 | Переход |
! rowspan = 2 | Переход |
||
! Постоянная экранирования |
! Постоянная экранирования |
||
|- |
|||
|- class = "hintergrundfarbe5" |
|||
| style = "width: 5em" | <math>n_2</math> |
| style = "width: 5em" | <math>n_2</math> |
||
| style = "width: 5em" | ...-оболочка |
| style = "width: 5em" | ...-оболочка |
||
Строка 65: | Строка 65: | ||
| style = "width: 5em" | ...-оболочка |
| style = "width: 5em" | ...-оболочка |
||
| <math>n_2 - n_1</math> |
| <math>n_2 - n_1</math> |
||
| <math> |
| <math>\sigma \approx</math> |
||
|- |
|- |
||
| 2 |
| 2 |
Версия от 14:47, 21 мая 2020
Зако́н Мо́зли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году.
Формулировка закона Мозли
Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера :
где c — скорость света, — постоянная Ридберга, — постоянная экранирования[нем.], — главное квантовое число внутренней орбитали, на которую осуществляется переход электрона, инициирующий излучение соответствующей линии, - главное квантовое число внешней орбитали, с которой осуществляется переход ( = 1, 2, 3... = , , ). На диаграмме Мозли зависимость от представляет собой ряд прямых (К-, L-, М- и т. д. серии, соответствующие значениям = 1, 2, 3,…).
Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла .
В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.
Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).
В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.
История
В опубликованных в 1913—1914 году работах Генри Мозли сформулировал зависимость частоты характеристических линий химических элементов следующим образом[1][2]:
где:
- — частота наблюдаемой характеристической линии
- и — константы, зависящие от типа линии (K, L и т. д.)
и = 1 для линий, и = 7.4 для линий ( — частота Ридберга, — скорость света, — постоянная Ридберга).
В настоящее время в более общем виде закон Мозли может быть выражен следующей формулой:
где:
- — скорость света
- — скорректированная частота Ридберга
- — частота Ридберга
- — постоянная Ридберга
- — масса электрона
- — масса ядра
- — Шаблон:Не переведено3. Использование этой величины отличает закон Мозли от формулы Ридберга
- — зарядовое число
- — постоянная, которая описывает экранирование[нем.] заряда ядра электронами, расположенными между ядром и рассматриваемым электроном
- , — главные квантовые числа квантового состояния (n1 — внутренняя Шаблон:Не переведено3, n2 — внешняя).
При переходе электрона из второй оболочки (оболочка L) в первую оболочку (оболочка K) (переход ), применяются и соответствующее волновое число:
Внешняя оболочка | Внутренняя оболочка | Переход | Постоянная экранирования | |||
---|---|---|---|---|---|---|
...-оболочка | ...-оболочка | |||||
2 | L | 1 | K | 1 | 1.0 | |
3 | M | 2 | L | 1 | 7.4 | |
3 | M | 1 | K | 2 | 1.8 |
Примечания
- ↑ Moseley, Henry G. J. (1913). "The High-Frequency Spectra of the Elements". The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 6 (англ.). 26. Smithsonian Libraries. London-Edinburgh: London : Taylor & Francis: 1024—1034.
- ↑ Moseley, Henry G. J. (1914). "The High-Frequency Spectra of the Elements. Part II". Philosophical Magazine. 6 (англ.). 27: 703—713.
Это заготовка статьи о ядерной физике. Помогите Википедии, дополнив её. |