V knize A. Beiser „Perspectives of Modem Physics“, jejíž překlad pod názvem „Úvod do moderní fyziky“ je předkládán českému čtenáři, je uplatněno spíše druhé hledisko (i když výklad začíná speciální teorií relativity). Zde by bylo možno se podivit disonanci, že anglické slovo „perspectives“ je přeloženo jako „úvod“. Slovo perspektiva, alespoň v češtině, nezdá se plně vystihovat skutečný obsah díla a zatímco v angličtině knih podobného obsahu jako kniha Beiserova vyšla celá řada a názvy mnohých z nich začínají slovem „Introduction“, tj. „Úvod“, v češtině takových knih máme poskrovnu, jsou-li vůbec k dispozici. Ve prospěch tohoto volnějšího překladu (jednoho slova) svědčí nakonec i autorova předmluva, v níž jsou jasně vyloženy jak jeho přístup k celé látce a jejímu výběru, tak i pojetí výkladu po stránce metodické. Z těchto Beiserových řádků je zřejmé, že jde o úvodní učebnici, nechceme-li se dovolávat přímo vlastního obsahu knihy.
2 Rotační energetické hladiny: víceatomové molekuly
Mnohé toho, bylo řečeno minulém odstavci, platí též víceatomových mole
kulách, jako oxysulfid uhličitý (OCS) nebo chloracetylen (HC=CC1), jejichž atomy
leží jedné přímce. dosažení rovnosti eV
je však zapotřebí teploty 000 Vazebná energie (tab.
Jelikož jsou tři složky momentu hybnosti navzájem kolmé, velikost momentu
hybnosti rovna (La L2
b L2
C) 1/2. označením těchto C
je celková rotační energie víceatomové molekuly (za předpokladu tuhosti)
t2 ,2
(14. molekule například
moment setrvačnosti jádra kolem osy symetrie roven zhruba 1,6 10~55 m2,
kdežto elektronový oblak moment setrvačnosti přibližně 1,4. 10~50kg m2,
tedy 105krát větší.4), ne
typicky veliké číslo, které zde důsledkem přítomnosti tří vazeb (jedné dvou n)
mezi atomy; dynamicky podobné molekule činí vazebná energie jen eV.14. Moment setrvačnosti molekuly kolem osy kolmé spojnici atomů
je, jak jsme zjistili dříve, 1,46 10“46kg m2, což znamená energii nejnižšího rotačního
stavu molekuly kolem její osy symetrie eV.
333
.
21a 2IB 21c
Celkový moment hybnosti je
L . Protože jsou dovolené rotační energetické hladiny úměrné 1//, musí
být energie spojené rotací kolem osy symetrie 104krát větší než pro rotace
předchozího typu. Moment setrvačnosti OCS je
například 9,48krát větší než tím pak nejnižší rotační energie molekuly
OCS rovna 0,53 10~4eV, srovnání hodnotou 5,07 10~4eV pro CO.
Většina víceatomových molekul však není lineární jejich rotace mohou být
docela komplikované..12) V(L2 L2) [J(J 1)] ,.
14.2
tedy pochází jejích elektronů, které jsou oblasti kolem osy poloměrem přibližně
rovným polovině délky vazby jejichž celková hmota však jen asi 1/4000 hmoty
celé molekuly. Protože vazebné energie
mají velikost téhož řádu, muselo pravděpodobně každém prostředí, kde mohou
takové rotace excitovat, dojít disociaci molekuly. Stejně jako klasické fyzice vhodné definovat víceato
mové molekule tři navzájem kolmé hlavní osy rozložit všechny rotační pohyby, jež
molekula vykonává, rotace kolem hlavních os. 13.. Zavedení kvantovací podmínky pro pak
dává
(14. Větší rozdíl jen tom, momenty setrvačnosti lineárních
víceatomových molekul mohou být značně větší než dvouatomových molekul, což
vede těsnějšímu rozložení energetických hladin.11) . Jakákoli energie kolem osy symetrie dvouatomové molekuly by
tedy zahrnovala energie alespoň několika elektronvoltů
