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2電子システムスピン1つの状態の波動関数は何ですか?

スピン1つの状態(三重項状態)の2電子システムの波動関数は、3つのスピン状態の組み合わせとして表すことができます。

1。スピンアップ - スピンアップ:

`` `

|↑↑> =|+1/2、+1/2>

`` `

2。スピンアップ - スピンダウン(対称):

`` `

|↑↓> + |↓↑> =| + 1/2、-1/2> + | -1/2、 + 1/2>

`` `

3。スピンダウン - スピンダウン:

`` `

|↓↓> =| -1/2、-1/2>

`` `

これらの3つの状態は、スピン1(トリプレット)状態の基礎を形成します。システムの総スピン角運動量sは1であり、Z軸SZに沿った投影は+1、0、または-1です。

線形結合:

これら3つの基底状態の線形組み合わせを形成して、特定のスピン1つの状態を取得できます。

* sz =+1: これは、状態|↑↑>に対応します

* sz =0: これは、状態(|↑↓> + |↓↑>)/√2に対応します

* sz =-1: これは、状態|↓↓>に対応します

重要な注意:

マルチエレクトロンシステムの波動関数には、空間コンポーネント(電子の位置を説明する)も含まれていることを忘れないでください。総波動関数は、任意の2つの電子の交換に関しては反対称でなければなりません(パウリ除外原理のため)。これは、スピン部分が対称である場合(トリプレット状態にある)、その逆の場合、空間部分が反対称でなければならないことを意味します。

例:

ヘリウム原子の場合、基底状態の構成は1S²で、対称空間波動関数を備えています。反対称性要件を満たすには、スピン状態が反対称であり、一重項状態につながる必要があります(S =0)。

要約:

スピン1状態の2電子システムの波動関数は、上記の3つのスピン状態の線形組み合わせです。特定の組み合わせにより、Z軸に沿った総スピンの投影が決定されます。システムの全体的な波動関数も空間コンポーネントを説明し、パウリ除外原理を満たす必要があります。

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