Физика элементарных частиц материи | страница 43

Известно, что электроны в атоме расположены в различных оболочках – K, L, M, N …., каждой из которых соответствует своя энергия связи. Самая внутренняя K оболочка содержит два электрона, находящихся в состоянии 1s, энергия связи электрона на этой оболочке Е_>к имеет значение R_>y=(Z – 1)^>2, где R_>y=I =13,61эв – энергия ионизации для атома водорода, для атома урана Е_>к=115 400эв, для атома свинца Е_>к= 87 800 эв. и т. д. Энергия связи электронов, входящих в L оболочку, приближённо составляет 1/2 R_>y=(Z – 5)^>2, (хотя L уровень распадается на три подуровня: 2s, 2p_>1/2, 2p_>3/2), а энергия электронов, входящих в М — оболочку равна, примерно1/9Ry(Z — 13)^>2 (имеется 5 подуровней) и т. д. Последнюю оболочку заполняют валентные электроны, квантовые переходы, которых порождают оптический спектр данного атома. Если энергия пролетающего фотона окажется достаточной, то он может выбить электрон из занимаемого им слоя и перевести его в любое из незаполненных связанных состояний или совсем удалить из атома. Фотоны малой энергии способны выбить из атомов лишь оптические электроны, обладающие малой энергией связи. Фотоны большой энергии могут выбить электроны из более глубоких слоёв. С точки зрения фэчм, валентные электроны каждого элемента имеют определённое количество квантов. Это количество такое, что при исследовании электрон точно показывает, атому какого элемента этот электрон принадлежит.

На рисунке 14 изображён атом Дермштадтия. Для наглядности на рисунке изображён диск поясов электронов таким большим. Для расчёта истинных размеров пояса электронов, примем условие, что размеры элементов ядра пропорциональны их массе. Универсальная атомная единица массы 1/12 массы атома изотопа _>3 С^>12. 1а.е.м.=1,6603х.10^>-27кг. Масса атома Ds=271а.е.м. Ширина пояса электронов (семнадцать слоёв) с двух сторон ядра составит 34 электрона. Масса электрона m_>э=5,48597х10^>-4у.а.е.м. Тогда масса диаметра пояса электронов m_>dэ =5,48597х10^>-4х34 =1,8652298х10^>-2 у.а.е.м. Масса электронов в атоме будет 5,48597х10^>-4 х110 =6,034567х10^>-2 у.а.е.м. Ядро Дs будет иметь массу М_>d=271-0.06= 270,94а.е.м. Масса 34^>х слоёв электронов равна 1,8652298х10^>-2а.е.м. Это будет составлять от ядра 1,86523х10^>-2/270,94=0,000069 = 6,9х10^>-5 часть массы ядра. То есть, диаметр ядра за счёт кольца электронов увеличится примерно на 0,000069 часть от своего размера. Если учесть, что электроны в поясах сильно сжаты, то диаметр ядра за счёт кольца электронов увеличится примерно на 0,00005 частей от своего размера. Масса протона составляет 1,00727663у.а.е.м.