Page 12 - บทที่ 19 ฟิสิกส์อะตอม
P. 12
19.5.3 สมมติฐานของเดอบรอยล์
เดอบรอยล์ได้เสนอแนวคิดขึ้นมาใหม่ว่า ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงสมบัติของอนุภาคได้ ดังนั้นอนุภาคก็
แสดงสมบัติความเป็นคลื่นได้เช่นกัน ดังนั้นจึงได้สมการ ความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนตัม กับความยาวคลื่น เขียนได้
ℎ
เป็น λ =
19.6 กลศาสตร์ควอนตัม
การพัฒนาวิชากลศาสตร์ควอนตัม ชเรอดิงเงอร์ นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียได้วิเคราะว่าตามสมมติฐานของเด
อบรอยล์ อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคแต่สามารถประพฤติตัวเป็นคลื่นได้ ดังนั้นสมการการเคลื่นที่ของอิเล็กตรอนควจจ
คล้ายกับสมการคลื่น ชเรอดิงเงอร์จึงสร้างสมการเคลื่นของอเล็กตรอน ดดยแทนอิเล็กตรอนด้วยกลุ่มคลื่น (wave
ิ
packet) ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วกลุ่ม (group velocity) ที่เท่ากับความเร็วของอนุภาค
19.6.1 หลักความไม่แน่นอน
หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กกล่าวว่าความไม่แน่นอนของต าแหน่งและความไม่แน่นอนของ
โมเมนตัม มีความสัมพันธ์กันดังนี้
(Δ )(Δ ) ≥ ħ
เมื่อ Δ คือความไม่แน่นอนของต าแหน่ง
Δ คือความไม่แน่นอนของโมเมนตัม
สมการนี้แสดงขอบเขตจ ากัดของการวัดในธรรมชาติว่า ถึงแม้จะท าการวัดต าแหน่งและโมเมนตัมของ
อนุภาคอย่างสมบูรณ์ที่สุด แต่ยังคงมความไม่แน่นอนเสมอ โดยผลคูณของความไม่แน่นอนของต าแหน่งกับความไม่
ี
แน่นอนของดมเมนตัมมีค่าอย่างน้อยเท่ากับหรือมากกว่า ħ เสมอ
19.6.2 โครงสร้างอะตอมตามแนวคิดกลศาสตร์ควอนตัม
ตามหลักความไม่แน่นอนเราไม่สามารถระบุว่าอิเล็กตรอนนั้นอยู่ที่ใดได้อย่างแน่นอนหรือเคลื่อนที่ใน
ลักษณะใด สามารถบอกได้เพยงโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนในที่ต่างๆว่าเป็นที่ใดเท่านั้น จากภาพกลุ่มหมอกโอกาส
ี
ที่จะพบอิเล็กตรอนรอบๆอะตอม เป็นไปได้หลายรูปแบบ เช่น อะตอมไฮโดรเจนที่มีระดับพลังงานต่ าที่สุด กลุ่ม
ุ
หมอกเป็นทรงกลม ดังนั้นโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสจะเท่ากันในทกทิศทุกทาง
