導入
量子力学 | ||||||||||||||
| 量子力学の公準 量子力学の歴史
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1925 年、ヴォルフガング パウリは、フェルミ粒子 (電子、陽子、中性子などの半整数のスピン粒子) が同じ量子状態の同じ場所には存在できないという原理を提案しました。
この原理はその後、1930 年にディラックによって発明された相対論的量子力学の定理となりました。半整数スピン粒子はフェルミ粒子であり、フェルミ・ディラック統計に従うため、パウリの排他原理になります。
量子力学におけるステートメント
粒子の量子状態は「量子数」によって定義されます。排他原理により、フェルミ粒子系に属するフェルミ粒子がその系内の別のフェルミ粒子とまったく同じ量子数を持つことが禁止されます。
たとえば、原子では、電子は文字n 、 l 、 m l 、およびm sに対応する番号によって特徴付けられます。電子が組み合わせ(1、0、0、1/2) を示す場合、それは必ず 1 つだけです。 。
したがって、これにより層ごとの電子の数が制限されます。n = 1 ( l = 0、したがってm l = 0) によって特徴付けられる最初の層では、状態m s =±1/2 に対応する可能性は 2 つだけです。したがって、この層は 2 つの電子しか受け入れることができません。
同様に、 n = 2 で特徴付けられる2 番目の層では、 l は0 または 1 です。
- l = 0、 ml = 0の場合。
- l = 1、 ml = -1、0、または 1 の場合。
したがって、4 つの可能性があり、それぞれについてm s =±1/2 であるため、2 番目の層は 8 つの電子 ( l = 0 の場合は 2 つ、 l = 1 の場合は 6 つ) を受け入れることができます。等々。 n 番目の層は 2n² 構成を受け入れます。
