V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Konstanta jemné struktury bezrozměrná veličina, její číselná hodnota nezávisí volbě jednotek. spin-orbitální interakce mezi spinovým orbitálním momentem hybnosti elektronů, resp. Spin je
nutno považovat čistě kvantovou vlastnost částice, pro kterou nemáme přesný klasický model.
Tato důležitá fyzikální konstanta charakterizuje sílu elektromagnetické interakce, vystupuje jako vazbová konstanta
v kvantové elektrodynamice. spin-orbitální interakce, vede rozštěpení energetických hladin elektronů atomech blízko
sebe ležící "podhladiny", což spektrech záření atomů projevuje příslušným
rozštěpením spektrálních čar jemnou strukturu.RNDr.
Obsazování konfigurace elektronových hladin atomů
Přejděme nyní atomu vodíku složitějším atomům více elektrony.Sommerfeld při studiu
jemné struktury elektronových hladin atomu. Toto vysvětlení však není konzistentní,
neboť "obvodová rychlost" elektronu musela značně převyšovat rychlost světla rozporu speciální teorií relativity)
a nebylo možné vysvětlit, jaká síla kompenzuje obrovskou odstředivou sílu udržuje elektron pohromadě. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
- spin. Elektrickými silami
bude toto jádro přitahovat elektrony, které budou postupně obsazovat jednotlivé "dovolené"
http://astronuklfyzika.htm (30 58) [15. Pro vlastní moment hybnosti elektronu spinový magnetický
moment elektronu platí: -(e/me). konstanta jemné struktury *)
α e2/2εohc 0,0072973525376 1/137,03599968 ,
kde elementární náboj elektronu, Planckova konstanta (redukovaná), rychlost světla, elektrická permitivita
vakua.10. Tuto konstantu již r.1916 poprve použil jeden průkopníků atomistiky A. Představme si, jsme
vytvořili jádro protony umístíme jej prostoru obsahujícího volné elektrony.5 "Elementární částice" setkáme částicemi,
např. Přechod mezi těmito dvěma stavy odpovídá pohlcení nebo
vyzáření elektromagnetického záření vlnové délce 21cm. Číslo nazývá
spinové číslo elektronu může nabývat hodnot ±1/2 §1. Obecně tato síla vyjádřena Coulombovým zákonem elektrostatiky Lorentzovou silou působící náboj
pohybující magnetickém poli.
a konstanta jemné struktury
Pro stavbu atomů též atomových jader) obzvláštní důležitost, jakou silou interagují částice elektromagnetickými
poli.cz/JadRadFyzika.Ms ±µB, kde s=1/2 nebo -1/2.5 "Mikrofyzika kosmologie" monografie "Gravitace, černé díry fyzika prostoročasu"). mezi jimi
buzenými magnetickými poli. Tyto vlastnosti často zjednodušeně vysvětlují rotací elektronu kolem vlastní osy rotující elektron měl
svůj rotační moment hybnosti odpovídající magnetický moment.
Pro vlastní moment hybnosti, tj.
Interakce mezi magnetickými poli buzenými spinovým orbitálním momentem hybnosti elektronů,
tzv.
Např. Spoluurčuje vlastnosti atomů, molekul nich složených látek, jakož vlastnosti
atomových jader včetně jaderných reakcí.2008 12:13:16]
. kvantové fyzice, kde elektrický náboj kvantován násobcích elementárního
náboje elektronu vystupuje zajímavý poměr, který vyjadřuje elektrické, kvantové relativistické
vlastnosti elektromagnetických interakcí nabitých částic vakuu: tzv. Vyextrahoval tuto bezrozměrnou hodnotu dřívější Rydbergovy konstanty
vyjadřující vlnové délky spektrálních čar při přeskocích elektronů mezi jednotlivými hladinami atomu interpretoval jako
míru relativistické odchylky spektrálních čar Bohrova modelu (poměr rychlosti elektronu první orbitě Bohrova modelu
atomu vodíku rychlosi světla vakuu v1/c). spin elektronu, pak platí, jeho průmět osy rotace může nabývat
jen dvou hodnot: buď -1/2h, nebo +1/2h; spinový magnetický moment elektronu pak dán
Bohrovým magnetonem: ±µB.
*) Název pochází toho, tato konstanta vystupuje vztazích pro rozštěpení spektrálních čar záření atomů jemné
struktury vlivem tzv. vodíku nejnižší energetická hladina elektronu n=1 rozštěpena dvě podhladiny souhlasným a
nesouhlasným spinem elektronu protonu. Občas diskutuje možné proměnnosti základních přírodních konstant
v průběhu evoluce vesmíru, přičemž konstanta jemné struktury mohla být vhodným nástrojem k
citlivým spektrometrickým analýzám záření vzdáleného vesmíru (viz též pasáž "Původ přírodních konstant" v
§5. Emise absorbce tohoto záření atomárního vodíku je
velmi důležitá při radioastronomickém pozorování vzdáleného vesmíru. mezony nichž jsou možné tři hodnoty spinového čísla: -1, +1)
