Cómo determinar las energías permitidas de un átomo de hidrógeno

Cuando se aplica el Schr # 246-dinger ecuación mecánica cuántica para un átomo de hidrógeno, la condición de cuantificación para la función de onda r para permanecer como finito r# 32 va al infinito es

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dónde

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Sustituyendo

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en la ecuación de cuantificación condición que dicta la siguiente:

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Ahora a resolver por la energía, E. La cuadratura ambos lados de la ecuación anterior le da

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Así que aquí está la energía, E (Nota: Debido a que E depende del número cuántico principal, se cambia el nombre que En):

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Los físicos suelen escribir este resultado en términos del radio de Bohr - el radio orbital que Niels Bohr calculó para el electrón en un átomo de hidrógeno, r0. El radio de Bohr es

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Y en términos de r0, esto es lo que En es igual a:

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El estado de la tierra, donde n = 1, resulta ser sobre E = -13,6 eV.

Tenga en cuenta que esta energía es negativa porque el electrón está en un estado ligado - habría que añadir energía al electrón para liberarlo del átomo de hidrógeno. Éstos son el primer y segundo estados excitados:

  • En primer estado excitado, n = 2: E = -3.4 eV

  • En segundo estado excitado, n = 3: E = -1.5 eV

Así que ahora ha utilizado la condición de cuantización, que es

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para determinar los niveles de energía del átomo de hidrógeno.




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