tailieunhanh - Nguyên tử heli

Nguyên tử heli là nguyên tử đơn giản nhất kế tiếp sau nguyên tử hydro. Nguyên tử heli được cấu tạo từ hai electron quay quanh một hạt nhân chứa hai proton cùng với một hay hai neutron. Mô hình nguyên tử của Niels Bohr đã cho một lời giải thích rất chính xác về quang phổ của hydro, nhưng lại hoàn toàn bất lực trước heli. Cơ học lượng tử với công cụ mạnh là phương trình Schrödinger có thể cho lời giải chính xác đối với bài toán nguyên tử hydro nhưng cũng chỉ có thể giải. | Nguyên tử heli Nguyên tử heli là nguyên tử đơn giản nhất kế tiếp sau nguyên tử hydro. Nguyên tử heli được cấu tạo từ hai electron quay quanh một hạt nhân chứa hai proton cùng với một hay hai neutron. Mô hình nguyên tử của Niels Bohr đã cho một lời giải thích rất chính xác về quang phổ của hydro nhưng lại hoàn toàn bất lực trước heli. Cơ học lượng tử với công cụ mạnh là phương trình Schrödinger có thể cho lời giải chính xác đối với bài toán nguyên tử hydro nhưng cũng chỉ có thể giải gần đúng trường hợp của heli. Tổng quan Toán tử Hamilton của nguyên tử heli được cho bởi fi2 9 Ze2 Ze1 é1 2 1 1 4ttể0 i ếTTỂor 4ttể0 i2 mM ------- trong đó -I là khối lượng thu gọn của một electron đối với hạt nhân I - 1 -. Ta sẽ coi -IV để cho p m và số hạng phân cực khối lượng biến mất. Để đơn giản phương trình Schrödinger được viết trong hệ đơn vị nguyên tử . như sau HWfu f2 z z 1 n r2 ri2 fi f2 Ta đã sử dụng kí hiệu T viết hoa cho hàm sóng toàn phần của nguyên tử và sẽ dùng kí hiệu V thường cho hàm sóng của một electron. 1 Sự hiện diện của số hạng tương tác electron-electron I Jlàm cho phương trình này không thể phân li được do Hamiltonian của hệ không thể viết được dưới dạng tổng của các Hamiltonian cho mỗi electron dẫn đến hàm sóng nguyên tử 1 I không thể viết được dưới dạng một tích đơn giản duy nhất của các hàm sóng một electron. Điều này nghĩa là hàm sóng bị vướng vướng lượng tử . Các phép đo không thể được thực hiện trên một hạt mà không gây ảnh hưởng tới hạt kia. Tuy nhiên bài toán nguyên tử heli vẫn có thể được giải gần đúng bằng các phương pháp như phương pháp Hartree-Fock. Phương pháp Hartree-Fock Phương pháp Hartree-Fock được sử dụng cho nhiều hệ thống nguyên tử khác nhau. Bài toán nhiều hạt đối với nguyên tử heli và một số ít hệ nhiều electron khác có thể giải khá chính xác. Thí dụ như trạng thái cơ bản của heli được tính toán chính xác tới 15 con số sau dấu phẩy Trong lý thuyết Hartree-Fock các electron trong nguyên tử được giả định là chuyển động trong một trường