Huvud vetenskap

Pauli-uteslutningsprincipens fysik

Pauli-uteslutningsprincipens fysik
Pauli-uteslutningsprincipens fysik
Anonim

Pauli-uteslutningsprincipen, påstående att inga två elektroner i en atom kan vara samtidigt i samma tillstånd eller konfiguration, föreslog (1925) av den österrikiska fysikern Wolfgang Pauli för att redogöra för de observerade mönstren med ljusemission från atomer. Uteslutningsprincipen har därefter generaliserats för att inkludera en hel klass av partiklar av vilka elektron endast är en del.

Subatomiska partiklar faller i två klasser, baserat på deras statistiska beteende. De partiklar som Pauli-uteslutningsprincipen tillämpas kallas fermioner; de som inte följer denna princip kallas bosoner. När man befinner sig i ett slutet system, till exempel en atom för elektroner eller en kärna för protoner och neutroner, fördelas fermioner så att ett givet tillstånd upptas av bara en åt gången.

Partiklar som följer uteslutningsprincipen har ett karakteristiskt värde på snurra eller inneboende vinkelmoment; deras snurr är alltid en udda heltal-multipel av en halv. I den moderna synen på atomer kan utrymmet som omger den täta kärnan anses bestå av orbitaler eller regioner, som var och en endast består av två distinkta tillstånd. Pauli-uteslutningsprincipen indikerar att om ett av dessa tillstånd är ockuperat av en elektron med spinn ena hälften, kan den andra endast ockuperas av en elektron med motsatt snurr, eller spinn negativ halv. En orbital upptagen av ett par elektroner med motsatt snurr är fylld: inga fler elektroner får komma in i den förrän ett av paret lämnar omloppet. En alternativ version av uteslutningsprincipen som tillämpas på atomelektroner säger att inga två elektroner kan ha samma värden på alla fyra kvanttal.