Στροφορμή για κάθε ηλεκτρόνιο 

 

 

 


Η έννοια ‘‘στροφορμή’’ στο μοντέλο του Bohr.

 

O Niels Bohr βασιζόμενος 

α. Στο εμπειρικό υλικό της φασματοσκοπίας, και ειδικά την εμπειρική φόρμουλα του Balmer για τις τιμές του μήκους κύματος των εκπεμπόμενων από το υδρογόνο ακτινοβολιών

β. Στους νόμους της κλασική φυσικής και

γ. Στην εξίσωση Ε = hf του Planck για την ενέργεια ενός κβάντου 

 

κατέληξε, το έτος 1913, σε παράξενα συμπεράσματα. Ένα από αυτά είναι ότι -στο άτομο του υδρογόνου- ένα ηλεκτρόνιο μπορεί «να υπάρξει» ως περιφερόμενο ηλεκτρόνιο μόνον εφόσον το γινόμενο της  ορμής του επί την ακτίνα της τροχιάς του  έχει ορισμένες τιμές, όλες ακέραια πολλαπλάσια της h/2π.  Αυτό μπορούσε να  διατυπωθεί και με το ότι «Η «ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ ΕΙΝΑΙ ΚΒΑΝΤΙΣΜΕΝΗ».   Η διατύπωση αυτή εμπεριέχει και το συμπέρασμα  ότι «η τιμή της στροφορμής κάθε ηλεκτρονίου στο άτομο είναι αδύνατον να είναι μικρότερη από  h/2π».

Πιο συγκεκριμένα.

Στην ενεργειακή στάθμη με n =1  η τιμή της στροφορμής ως προς το κέντρο της τροχιάς του είναι ίση με h/2π.

Στην ενεργειακή στάθμη με n =2  η τιμή της στροφορμής του ηλεκτρονίου ως προς το κέντρο της τροχιάς του είναι ίση με  2h/2π. 

Στην ενεργειακή στάθμη με n =3  η αντίστοιχη τιμή είναι ίση με  3h/2π 

και γενικότερα   

                                     L = n.h/2π

 

 

Το spin κάθε ηλεκτρονίου και οι μεγάλοι 25χρονοι φυσικοί

Στα χρόνια που ακολούθησαν, το περιφερόμενο ηλεκτρόνιο έπαψε να θεωρείται σημειακό αντικείμενο και άρχισε να  κυριαρχεί η ιδέα μιας ιδιοπεριστροφής του –spin- , μιας κίνησης την οποία θα μπορούσε να περιγράψει η έννοια "στροφορμή". Η σχετική πρόταση υπεδείκνυε ότι η στροφορμή λόγω ιδιοπεριστροφής έπρεπε να είναι ίση ακριβώς με το μισό της στοιχειώδους  στροφορμής h/2π λόγω της περιφοράς του ηλεκτρονίου. Το 1925 ο Wolfgang Pauli (Βόλφγκανγκ Πάουλι) –τότε 25 ετών- πρότεινε έναν κβαντικό αριθμό -ms- ο οποίος θα μπορούσε να περιγράψει την ιδιοπεριστροφή  του ηλεκτρονίου. Ο αριθμός όμως αυτός θα ήταν δυνατόν  να παίρνει μόνο τις τιμές 1/2 και -1/2, γεγονός που εκφράζει τις δύο μόνο επιλογές προ­σανατολισμού που είχε το διάνυσμα της στροφορμής λόγω ιδιοπεριστροφής του ηλεκτρονίου.

 

Το 1928 ο άγγλος Paul Dirac, τότε 26 ετών, τροποποιώντας την εξίσωση του Schröndinger ώστε να την κάνει συμβατή με τη θεωρία της Σχετικότητας,-Di­rac's relativistic wave equation- απέδειξε ότι η "εμμονή" του ηλεκτρονίου να έχει μόνο τις δύο επιλο­γές spin είναι φυσική συνέπεια της τροποποιημένης σχετικιστικής εξίσωσης.

 

 

      Επιστροφή στο  Η ΕΝΝΟΙΑ ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ