Сипаттамалық рентген спектрі сызықтарының нәзік түзілісі.

Сипаттамалық спектр сызыктарын егжей-тегжейлі зерттегенде бұлардың нәзік түзілісі анықталған. Сонда К -серияның барлық сызыктары дублет, ал басқа сериялар сызықтарының түзілісі күрделірек болады. Сызыктардың осы мультиплеттік түзілісі атомның рентгендік деңгейлерінің (термдерінің) мультиплеттік түзілісінің эсерінен болады.

Көп электронды атомның рентгендік деңгейлерінің (термдерінің) схемасын карастырайық (15.5-сурет). Тұйықгалған электрондық қабык үшін L, S жэне J кванттық сандары нөлге тен болғандықтан, бір электронынан айрылған кабықтың L, S жэне J сандары шығарылған электронның l,s және j сандарымен дәл келеді. Сондыктан рентгендік деңгейлер схемасы сутегі тәрізді атомның деңгейлер схемасына ұксас болады.

15.5-суретте деңгейлердің белгіленулері көрсетілген. К -деңгей дара. Осы деңгейге ls-қабықтағы кемтік сәйкес келеді. L -деңгей L_I, L_II, L_III үш кұраушыдан тұрады. Осы үш термнің ең төменгісі 2 S_1/2-қабыкшадағы кемтікке сәйкес келеді. L_II, L_III термдеріне сәйкес келетін 2Р_1/2 жэне 2Р_3/2 деңгейлерінің энергиялары спин-орбиталық байланыс әсерінен әртүрлі болады.

Электрондардың жоғарғы деңгейлерден төменгі деңгейлерге көшулері
рентгендік кванттардың шағарылуымен қабаттаса жүреді және бұлар
электромагниттік сәуле үшін кәдімгі сұрыптау ережелеріне бағынады. Сонда
әр түрлі деңгейлер арасындагы көшулер l орбиталык жэне j ішкі кванттык
сан үшін сүрыптау ережелерімен анықталады:

(15.1)

Мэселен, 2S_1/2-деңгейден 1S_1/2-деңгейге көшу мүмкін емес.

Мозли заңы. Атомның әрбір электроны ядро мен "ішкі" және
"сыртқы" электрондар тудыратын электр өрісінде болады. Сыртқы
электрондар өрісінің ішкі электрондар энергиясына ешқандай әсері жоқ десе
де болады. Сондықтан рентгендік деңгейлердің энергиясы бірінші жуықтауда
сутегі тәрізді атомдар формуласына ұқсас формуламен есептеледі:

(15.2)

Сутегі атомы формуласынан айырмашылығы бүл формулада түзетуі
бар. Осы түзету тасалау (экрандау) түрақтысы деп аталады; ол ядро өрісінің
электрондармен экрандалуын ескереді. Z-ке тәуелді емес деуге болады,
бірақ п мен l -ге тэуелді. Жеңіл атомдардың K-кабығындагы электрондар
үшін осы қабыктың негізінен екінші электроны экрандаушы әсер етеді; осы
жағдайда 1. Жеңіл атомдардың L-қабыгының электрондар үшін 8. ның дәл мәндері тек тәжірибе жүзінде анықталуы мүмкін. Электронынан айрылған атом энергиясы оң таңбалы. Сондықтан, (15.2) формула мен сутегі атомы үшін формуланың таңбалары әр түрлі болады.

Энергияның сақталу заңына сәйкес рентген кванттарының энергиясы
атомның алғашқы жэне соңғы күйлері энергияларының айырымына тең:

(15.3)

Экрандау түрақтысын деңгейлер үшін емес, тікелей спектрлік сызықтар
үшін енгізуге болады. Сонда (15.3) формула ықшамдырақ түрге келеді

(15.4)

(15.3) формуладан элемент неғүрлым
ауыр болса, оның шығаратын сипаттамалық
рентген сәулелерінің толқыны, соғүрлым кысқа (жиіліктері үлкен) болатыны көрінеді. Сөйтіп рентген сәулесінің толқынының үзындығы элементтің атомдық нөміріне тәуелді. Осы заңдылықты 1913 ж. ағылшын физигі Мозли тэжірибе жүзінде ашкан. Ол К-серияның берілген сызығы жиілігінің квадрат түоірінщ элементтің Z атомдық номіріне тәуелділігі сызықтық байланыспен орнектелетінін тагайындаған (15.6-сурет):

мұндағыС, - тұрақтылар.С мен -ның баска мәндері бар осы формула L - серия үшін де, тағы басқа сериялар (М, N,...) үшін де дұрыс болады. Осы формула Мозли заңы деп аталады. Бір элементтен келесі элементке ауысқанда сипаттамалык рентгендік спектрлердің ығысуын осы формула аныктайды.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: