Modello di Bohr dell’atomo Appunti di Complementi di Fisica Atomica di Elio Colavita, Tommaso Caruso e Vincenzo Formoso Modello di Bohr dell’atomo orbite circolari: energia dipende soltanto da n: costante di Rydberg 1
Modello di Sommerfeld dell’atomo orbite ellittiche: an=a0n2/Z ; bn= a0nk/Z. energia dipende soltanto da n: R costante di Rydberg Nota bene Possono esistere più orbite in corrispondenza dello stesso valore di energia:degenerazione. La ellitticità dell’orbita dipenda dal numero quantico k. 2
Esperienza di Franck ed Hertz Dimostra la quantizzazione dell’energia dell’atomo; Dimostra che l’atomo è caratterizzato dalla sua struttura energetica; Dimostra che l’energia può essere assorbita dall’atomo secondo quantità definite dalla sua struttura energetica. 3
Esperienza di Stern e Gerlach dimostra l’esistenza del numero quantico di spin. Ciascuno stato è quindi caratterizzato da quattro numeri quantici: n, l, ml, ms . Uno stato energetico può essere degenere rispetto ad l, ml, ms . Una perturbazione esterna o interna può togliere l’eventuale degenerazione.
Moto del vettore momento angolare J Il vettore J precede intorno alla direzione del campo magnetico interno Bint dell’atomo con la velocità angolare di precessione di Larmor w. w è proporzionale a Bint. Bint è dell’ordine del Tesla. 6
-e -e Ze
Dipolo magnetico di un atomo: ml= -gl mB/h L ms= -gs mB/h S L’interazione spin- orbita (interazione di tipo magnetico) modifica i livelli di energia dell’atomo e definisce il momento angolare totale dell’atomo J=L+S. Ne segue che il dipolo magnetico totale dell’atomo mJ= ml + ms 5 6