Atomfizika

A pályaimpulzusmomentum értéke

   

c) Mágneses kvantumszám

Az m mágneses kvantumszám az elektron mágneses momentumát jellemző érték, megadja, hogy az elektronpálya hány különböző irányultságú lehet. Az m értéke egész szám, amelynek abszolútértéke kisebb, mint a főkvantumszám.

   

d) Spinkvantumszám

Az s spinkvantumszám az elektron saját mágneses momentumát jellemző érték, megadja, hogy az elektron saját tengely körüli forgása azonos vagy ellentétes irányú az atommag körüli mozgásának irányával.

   

6.2. A Pauli-elv

A Pauli-elv kimondja, hogy egy atommag környezetében nem lehet két olyan elektron, amelyeknek összes kvantumszáma megegyezik.  

      6.3.      Hund szabály

Az elektronok alapállapotban először a mélyebb energiájú pályákat töltik föl, úgy, hogy egy elektronhéjon amíg lehet azonos spinnel töltődnek föl.

      6.4.      A periódusos rendszer értelmezése

Mivel a legmagasabb energiaszinten lévő elektronok lépnek a legkönnyebben kémiai reakcióba, ezért a reagálnak a periódusos rendszer azonos oszlopaiban lévő elemek hasonlóan.

 

V.       Relativitás elmélet

1. Az éter hipotézis

Maxwell hullámelmélete szerint az elektromágneses hullámok transzverzális hullámok. A klasszikus fizika törvényei szerint a transzverzális hullámok terjedéséhez szilárd közegre van szükség hiszen nyíróerő csak szilárd halmazállapotban léphet föl. Mivel a fény és az összes elektromágneses hullám vákuumban a fény = 3 ∙ 10⁸ -os sebességével terjed. A nagyfrekvenciás rezgési állapot tovább

terjedéséhez ellenálló, nagy szilárdságú közegre van szükség.

Ugyanakkor a mindent kitöltő hipotetikus közegnek könnyen áthatolhatónak is kell lennie, mert az égitestek mozgását nem befolyásolja.

2. A speciális relativitáselmélet

A speciális relativitáselmélet az egymáshoz képest nyugvó vagy EVE mozgást végző rendszerek kapcsolatát írja le.

      2.1.      Kísérleti előzmények

e) Michelson-Morley kísérlet 1887

A résekkel kiválasztott keskeny fénynyaláb az F féligáteresztő tükrön két részre oszlik. Az egyik nyaláb a *** a másik a *** tükörről visszaverődve jut az O megfigyelő távcsőbe, ahol interferenciakép alakul ki. Ha a feltételezéseknek megfelelően a Föld a nyugvó éterhez képest mozog, akkor a mozgási irányba elhelyezett tükörről ***2 visszaverődő fénysugaraknak késnie kellene a mozgási irányra merőlegesen haladó fénysugarakhoz képest. Így a várakozások szerint az eszköz 90°-os elforgatásával megváltozna az interferenciakép és kiszámolható lenne a Föld éterhez viszonyított sebessége. A kísérlet eredménye azonban negatív lett, nem volt különbség a két interferenciakép között, a Föld relatív sebessége így 0-nak adódott.  

f) Abberációs kísérlet

A fény csillagászati aberrációjának nevezzük azt a fizikai jelenséget, amely a fény véges sebessége és a távcső mozgása következtében kissé eltérő pozícióban mutatja a csillagot, mint ahol az valójában van. Az aberráció hatásának mérésekkel történő kimutatása, számszerűsítése és értelmezése fizikai bizonyíték a Föld Nap körüli keringésére, a heliocentrikus rendszer helyességének bizonyítására. Az évi aberráció értéke, a fény sebessége és a Föld keringési sebessége között felírható egy függvénykapcsolat, amelyből kiszámítható a fény sebessége, amely érték állandónak adódik.

g) Fizeau kísérlet

Az 1851-as kísérlete célja a fénysebesség áramló folyadékban felvett értékének a megállapítása volt. A higanylámpából jövő, monokromatikus fénysugarat félig áteresztő tükörrel két nyalábra osztották. A két azonos intenzitású, szinkronban rezgő nyalábot további tükrök közbeiktatásával vízzel töltött, párhuzamos csöveken vezették át úgy, hogy a fény az egyik csőben az áramlás irányával egyező, a másikban azzal ellentétes irányban haladt. Gondoskodtak arról, hogy a két nyaláb úthossza a vízben és a levegőben is azonos legyen, amikor újra egyesítik őket. A két fénynyaláb optikai útkülönbségét az egyesített sugár interferenciaképéből határozták meg, és megállapították, hogy a fény az

áramlás irányában gyorsabban terjed, de a sebességek különbsége nem egyszerűen az áramlási sebességek különbsége.

 

2.2. A speciális relativitáselmélet születése

Einstein 1905-os munkájában jelent meg összefoglaló módon a speciális relativitáselmélet, előzményeit az előbbiekben leírt, klasszikus fizikával nem magyarázható kísérleti eredmények jelentették. A speciális relativitáselmélet nem kizárólag Einstein nevéhez fűződik, többek közt Lorentz, Poincaré és Minkovski is fontos szerepet játszott az elmélet megalkotásában.