Принцип заборони Паулі
Уявімо собі людей, що заповнюють місця на стадіоні, починаючи з рядів, найближчих до поля. Ось так приблизно і електрони заповнюють орбіталі атома. Як на стадіоні, так і в атомній фізиці існують правила, що регулюють кількість об’єктів (електронів або людей), яким дозволяється заповнити виділені їм місця. Справді, було б дуже незручно, якби, наприклад, десяток людей спробували втиснутися в одне невелике сидіння.
Принцип заборони Паулі пояснює твердість речовини і причину, по якій два об’єкти не можуть займати одне і те ж місце. З цієї причини ми не провалюємось крізь підлогу, а нейтронні зірки пручаються стиску під дією тяжіння власних, неймовірно великих мас.
Отже, принцип заборони свідчить, що ніяка пара однакових ферміонів (електронів, протонів, нейтронів та інших частинок з напівцілим спіном) не може одночасно перебувати в одному і тому ж квантовому стані (включаючи і напрямок спина фермиона). Наприклад, електрони, що займають одну і ту ж орбіталь, повинні мати протилежно спрямовані спини. Якщо на орбіталі вже знаходяться два електрони з протилежно спрямованими спинами, ніякої іншої електрон туди потрапити не може, поки для нього не звільниться місце.
Принцип Паулі добре перевірений і є одним з найважливіших принципів у фізиці. Як каже історик науки Мічела маси, “в сучасній науці – від спектроскопії до атомної фізики, від квантової теорії поля до фізики високих енергій – навряд чи знайдеться інший науковий принцип, що має настільки далекосяжні наслідки”. Завдяки принципу Паулі можна пояснити спектри атомів і визначити електронні конфігурації, що лежать в основі класифікації хімічних елементів у Періодичній таблиці Менделєєва. Науковий журналіст Ендрю Уотсон пише: “Паулі сформулював принцип заборони в початку 1925 р, до появи сучасної квантової теорії і гіпотези про спині електрона. Його мотивація була проста: має бути щось, що перешкоджає електронам в атомі зібратися всім разом в одному стані з найменшою енергією… Таким чином, принцип Паулі утримує електрони, так само як і інші ферміони, від вторгнення в особистий простір один одного “.
Related posts:
- Термоелектричний генератор: устрій і принцип дії Термоелектричний генератор (або термогенератор) – являє собою електротехнічний пристрій, здатне на пряме перетворення тепла (теплової енергії) в електроенергію. Термогенератор містять в своїй конструкції термоелементи – різних з’єднання матеріалів, які утворюють термопари. Загальний принцип дії термоелектричного генератора заснований на використанні ефекту термо-ЕРС Зеебека. Суть даного ефект полягає в трансформації енергії за коштами різниці наявних температур на […]...
- Чим відрізняються заборони від обмежень? В юриспруденції виділяються такі правові категорії, як заборони та обмеження. У чому полягає специфіка тих і інших? Чим відрізняються заборони від обмежень? Що являють собою заборони в юриспруденції? У загальному випадку під забороною в юриспруденції розуміється імперативна норма права, відповідно до якої той чи інший суб’єкт (наприклад, людина або організація) в встановлених законом випадках не […]...
- Принцип внутрішнього згоряння: будову та принцип роботи Погодьтеся, що сьогодні неможливо уявити собі сучасний світ без автомобілів, поїздів, теплоходів і так далі. Але ж так було не завжди. Ще зовсім недавно якихось двісті років тому єдиним засобом пересування по землі крім власних ніг були коні. Коні возили вози, вози, карети, навіть вагони по рейках. І думка про те, що все це можна […]...
- Принцип дії лейденської банки Лейденська банку має принцип дії, властивий звичайному електричному конденсатору. Основна перевага банки перед конденсаторами пластинчастого вигляду криється в досить великій поверхні, а також в наявності замкнутого контуру при різних і однакових параметрах. Як джерело заряду для банки може застосовуватися батарея, акумулятор або інший пристрій. Електричний заряд здатна видавати і паличка з ебоніту, яка заздалегідь була […]...
- Заборони під час вагітності Наступивша вагітність характерна тим, що треба думати не тільки про себе, а й про майбутню дитину. У цей період часу багато жінок не можуть зрозуміти, що можна, а що не можна, і що добре, а що погано. Це найкраще з’ясувати у лікарів, а не чинити навмання. В першу чергу треба поговорити про те, що не […]...
- Електронна формула елемента Алгоритм складання електронної формули елемента: Визначте число електронів в атомі використовуючи Періодичну таблицю хімічних елементів Менделєєва Д. І.. За номером періоду, в якій розташований елемент, визначте число енергетичних рівнів; число електронів на останньому електронному рівні відповідає номеру групи. Рівні розбити на підрівні і орбіталі і заповнити їх електронами у відповідності з правилами заповнення орбіталей: Необхідно […]...
- Електронні формули іонів Атоми можуть віддавати і приймати електрони. Віддаючи або приймаючи електрони, вони перетворюються в іони. Іони – це заряджені частинки. Надмірна заряд позначається індексом в правому верхньому куті. Якщо атом віддає електрони, то загальний заряд утворилася частки буде позитивний (згадаємо, що число протонів в атомі дорівнює числу електронів, а при віддачі електронів число протонів буде більше […]...
- Дифракція електронів: суть Дифракція електронів була відкрита фізиками К. Девіссон і Л. Джермером з США. Ними застосовувалися електрони, що мають енергію близько 100 еВ (так звані повільні електрони). Тонкий пучок електронів падав на грань монокристала нікелю нормально до її поверхні. Реєстрація розсіяних під різними кутами електронів виявила наявність чітких максимумів, на подобі тим, які утворюються при дифракції рентгенівських […]...
- Характеристика орбіталей Датським вченим Нільсом Бором в 1913 р було встановлено наступне. Кожна орбіталь (Бор називав їх орбітами) має строго певні розміри і тому називається стаціонарною або стійкою. Рухаючись за такою орбіталі, електрон не виділяє і не поглинає енергії, а повністю зберігає її запас Такий стан називається нормальним. Якщо електрону повідомити додатково енергію ззовні, то він “збуджується” […]...
- Синхротронне випромінювання: поняття, основи, принцип Спектр синхротронного випромінювання не так уже й великий. Тобто вона може бути розділена лише на кілька видів. Якщо частка нерелятивістська, то таке випромінювання називається циклотронної емісією. Якщо, з іншого боку, частинки є релятивістськими за своєю суттю, то випромінювання, отримані в результаті їхньої взаємодії, іноді називаються ультрарелятивістських. Синхронне випромінювання може бути досягнуто або штучно (в синхротронах […]...
- Принцип штрихового кодування Принцип лінійної кодування включає в себе кілька груп цифр. Кожен код несе в собі інформацію. Код країни. Приклади: крем, виготовлений в Парижі (країна-виробник – Франція); книга, надрукована в Лондоні (Великобританія); яблука, вирощені в Краснодарі (Росія), і т. д. Код виробника. Тут вказується місто, де виготовлена продукція. Наприклад, Барселона, Шанхай, Митищі і інші. Код товару. Його […]...
- Принцип роботи реле Принцип роботи реле – з’єднання / роз’єднання контактів за допомогою електроприводу. Струм протікає через обмотку котушки реле створює магнітне поле, яке притягує якір до сердечника котушки. Цей якір механічно з’єднаний з рухомим (загальним) контактом, який від’єднується від одного контакту (нормально замкнутого) і з’єднується з іншим (нормально розімкненим). Струм в котушці реле може текти, а може […]...
- Заповнення орбіталей Набори значень квантових чисел для різних атомних орбіталей: Під час заповнення електронами атомних орбіталей дотримуються наступні три правила: 1. Принцип стійкості (принцип мінімальної енергії). Орбіталі заповнюються починаючи з мають саму низьку енергію і далі в порядку її підвищення. У цьому випадку енергія атома є мінімальною, а стійкість – максимальною. Енергетична послідовність легко може бути описана […]...
- Принцип Гюйгенса-Френеля Нагадаємо формулювання принципу Гюйгенса: кожна точка, залучена в хвильовий процес, є джерелом вторинних сферичних хвиль; ці хвилі поширюються від даної точки, як з центру, на всі боки і накладаються один на одного. Що значить “накладаються”? Гюйгенс розумів це лише як геометричний спосіб побудови нової хвильової поверхні в якості обвідної сімейства сфер, що розширюються від кожної […]...
- Металевий хімічний зв’язок – коротко Число електронів зовнішніх енергетичних рівнів металів невелика, вони легко відриваються від ядра. В результаті такого відриву утворюються іони металу і вільні електрони. Ці електрони називаються “електронним газом”. Електрони вільно переміщаються за обсягом металу і постійно зв’язуються і відриваються від атомів. Будова речовини металу таке: кристалічна решітка є кістяком речовини, а між її вузлами електрони можуть […]...
- Лазер, принцип дії лазера Лазер – це пристрій, який перетворює різні види енергії (електричну, світлову, теплову, хімічну та інші) в енергію когерентного електромагнітного випромінювання оптичного діапазону. У простих джерелах світла (нагріті тіла, лампи розжарювання та інші) атоми отримують енергію за рахунок збудження валентних електронів, які знаходяться на зовнішніх електронних оболонках. Перейшовши в збуджений стан, електрон атома приблизно через 10-8-10-7 […]...
- Принцип відносності Галілея. Системи відліку “Відкриття супутників Юпітера, фаз Венери, сонячних плям і т. д. зажадало лише наявність телескопа і деякого працьовитості, але потрібен був незвичайний геній, щоб відкрити закон природи в таких явищах, які завжди перебували перед очима, але пояснення яких, тим не менш, завжди випадало від пошуків філософів “. Ж. Л. Лагранж У 1632 р в книзі “Діалог […]...
- Процес електролізу Вся суть процесу електролізу полягає в перетворенні іонів розчину (розплаву) в атоми через додавання або відібрання електронів. Така зміна відбувається завдяки зовнішній електричного кола, в якій існує електричний струм. В такому колі обов’язково є джерело електрики, який є постачальником електронів на одному електроді – катоді, і своєрідним насосом викачувати електрони на іншому електроді – аноді. […]...
- Енергетичні рівні У орбіталей, до речі, теж є і своя енергія. І якщо кілька орбіталей мають рівну або близьку енергію, то вони утворюють свій енергетичний шар (рівень). Як хмари навколо планети, які можуть бути на різній висоті і утворювати різні шари. Кожен енергетичний рівень позначений за n, від одиниці і вище (n = 1, n = 2, […]...
- Будова і принцип роботи батарейки Гальванічний елемент або, простіше кажучи, звичайна батарейка, на відміну від електричних станцій, не здатна видавати понад великі потужності, але і без неї складно обійтися. Особливо, коли основна електромережа не доступна або, зовсім, не доцільно. Наприклад, наручний електронний годинник або радіоприймач кишеньковий. Гальванічний елемент (електрична батарейка) – являє собою Електроісточник, що функціонує в силу хімічних взаємодій […]...
- Принцип відносності Галілея – коротко Принцип відносності Галілея (1564-1642) говорить: У інерційних системах відліку всі процеси протікають однаково, якщо система нерухома або рухається рівномірно і прямолінійно. В даному випадку мова йде виключно про механічних процесах. Що це означає? Це означає, що якщо ми, наприклад, будемо плисти на рівномірно і прямолінійно рухається поромі через туман, ми не зможемо визначити, рухається паром […]...
- Принцип поділу влади Монтеск’є Вперше ідею поділу влади найбільш глибоко і детально була представлена Шарлем Монтеск’є в XVIII столітті в творі “Про дух законів”. Принцип поділу влади Монтеск’є був протиставлена сваволі і зловживань, які були широко поширені в абсолютистській монархії. Принцип поділу влади Монтеск’є мав на меті теоретичне і ідеологічне обгрунтування нових підходів до організації державної влади. У цьому […]...
- Принцип Ферма В основу геометричної оптики замість розглянутих законів може бути покладено принцип Ферма. Він стверджує, що світло поширюється по такому шляху, для проходження якого йому потрібно екстремальний час, тобто час має бути або мінімальним, або максимальним, або однаковим для всіх можливих шляхів. В останньому випадку всі шляхи світла між двома точками опиняються таутохронность, тобто вимагають для […]...
- Принцип Парето Сьогодні класика в ціні. Принцип Парето або принцип 20/80 ви знайдете в будь-якому якісне джерело про управління часом. 20% відсотків клієнтів приносять 80% прибутку. 80% клієнтів приносять лише 20% прибутку. Для нас зараз цікаво наступне: 20% друзів, клієнтів і партнерів крадуть у вас 80% вашого часу. Зупинити щоденні крадіжки вашого безцінного часу зможете тільки ви. […]...
- Принцип додатковості Датський фізик Нільс Бор сформулював наприкінці 1920-х рр. концепцію, яку назвав принципом додатковості. Він намагався надати сенс загадок квантової механіки, яка стверджувала, зокрема, що світло іноді поводиться як хвиля, а іноді як частка. Для Бора, як пише історик науки Луїза Гилдер, “додатковість була майже релігійною вірою в те, що парадокси квантового світу повинні сприйматися як […]...
- Принцип відносності Галілея – доповідь Щоб зрозуміти, що відбувається з тілами, які рухаються з високими швидкостями, слід більш детально розглянути принцип відносності Галілея. Отже, давайте уявимо, що ми знаходимося на кораблі, в каюті якого немає ні вікон, ні будь-яких інших отворів, через які можна було б подивитися на оточення корабля. Питання: чи зможемо ми визначити, рухається корабель рівномірно або нерухомий? […]...
- Що таке лазер: принцип роботи та застосування Складно в наш час знайти людину, яка ніколи не чула б слова “лазер”, проте чітко уявляють, що це таке, мізерна кількість. За півстоліття з моменту винаходу лазери різних видів знайшли застосування в широкому спектрі напрямків, від медицини до цифрової техніки. Так що ж таке лазер, який принцип його дії, і для чого він потрібен? Що […]...
- Принцип громадських і індивідуальних відносин Справедливість – принцип, який регулює взаємовідносини між людьми як членами суспільства з приводу розподілу суспільних цінностей, якими є свобода, сприятливі можливості, доходи, знаки престижу і поваги. Аристотель, а разом з ним вся етична думка розрізняють два види справедливості: 1) розподільна справедливість – розподіл почестей, майна та інших матеріальних благ між членами суспільства по достоїнству і […]...
- Принцип суперпозиції електричних полів Якщо взяти пробний заряд і розмістити його на деякій відстані від інших зарядів, то на нього будуть діяти всі електричні поля зарядів, що знаходяться на якійсь відстані від нього. Так як ми знаємо, що напруженість є векторною величиною, тому для отримання загальної напруженості, яка діє на пробний заряд, слід знайти векторну суму. Для того, щоб […]...
- Принцип дії квантового двигуна Квантовий двигун має наступний принцип дії. Акумулятор живить електричний генератор і перетворювач напруги. В результаті створюються три види напруги для: Магнітної складової. Забезпечення харчуванням електродвигуна. Котушок магнітної складової. В результаті системи магнітів і електродів створюють магнітні та електричні поля. Ці поля виділяються ортогональним розташуванням, що дозволяє отримати вектора напруженості необхідного напрямку. Ці неоднорідні поля діють […]...
- Кристалічна структура кремнію Тепер ми готові докладніше вивчити внутрішній устрій напівпровідників. В якості прикладу розглянемо найпоширеніший в природі напівпровідник – кремній. Аналогічну будову має і другий за важливістю напівпровідник – германій. Зверніть увагу, що кожен атом кремнію скріплений з чотирма сусідніми атомами. Чому так виходить? Справа в тому, що кремній четирехвалентен – на зовнішній електронній оболонці атома кремнію […]...
- Принцип невизначеності Зазвичай поняття невизначеності, або неточності, ми пов’язуємо з точністю вимірювань. Будь-яке вимірювання, проведене над фізичним об’єктом, обмежено у своїй точності. Точність еталонів метра не перевищує ± 10-7 м, ваги – ± 10-7 кг, часу – ± 10-8с. Точність вимірювань завжди буде мати природний абсолютний нижня межа, незважаючи на вдосконалення техніки. Співвідношення між межами точності одночасного […]...
- “Ефект метелика” і принцип доміно Наскільки все в світі залежить від випадку і чи є закономірності, знаючи які, можна прорахувати розвиток подій? Відповіді на ці питання намагаються знайти дві суміжні теорії: “ефект метелика” і принцип доміно. Метелик і диктатор “Ефект метелика” полягає в наступному: в деяких випадках навіть дуже незначний вплив на систему може викликати абсолютно непередбачувані наслідки. При чому […]...
- Хороший чи поганий життєвий принцип “бути як всі”? Кожній людині незнайомі терзання і нарікання з приводу того, що хтось хотів би бути як всі? Хороший чи поганий такий принцип життєвої позиції? Для початку потрібно все-таки розібратися, що значить бути як всі? Це як звід негласних правил, що дозволяють або забороняють людині ті чи інші дії. З одного боку, це позбавляє волі і самостійності, […]...
- Електрофізичні властивості напівпровідників Всі речовини утворені атомами, що складаються з позитивно заряджених ядер і обертаються навколо них негативно заряджених електронів. Ядро включає електрично нейтральні частинки – нейтрони і позитивно заряджені протони. Кількість протонів визначає заряд ядра. Негативний заряд електрона по вели-чині дорівнює позитивному заряду протона. У нормальному Стані число електронів, створюючих електронну оболонку атома, дорівнює числу протонів в […]...
- Принцип і види наочності в педагогіці Принцип в педагогіці – це основне положення теорій, навчань, світогляду, науки, внутрішнє людське переконання, яке визначає його ставлення до реальності, поведінкові норми і норми діяльності. Його основою служать вже вивчені закономірності. Причому принципи логічно не виводяться із законів. Закономірності розглядаються в якості теоретичної бази і формулювання принципів навчання, основних правил педагогічної практики. Педагогічні принципи засновані […]...
- Конституционный принцип разделения государственной власти В правовых демократических странах государственная власть осуществляется по принципу ее разделения на законодательную, исполнительную и судебную ветви власти. Каждая из этих ветвей власти осуществляет свои функции и полномочия в соответствии с конституцией и законами государства, а также в установленных конституцией пределах, исключает дублирование функций и возможности узурпации власти другими ветвями власти или государственными органами. Принцип […]...
- Електричний струм у металах Метали в твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку і утворюють просторову (кристалічну) решітку. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони. Вільні електрони не пов’язані з ядрами своїх атомів. Негативний заряд всіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному […]...
- Метод молекулярних орбіталей (метод МО) Відмінність цього методу від методу електронних пар полягає в тому, що в ньому використовуються не хвильові функції, що описують електронні пари, а хвильові функції одного електрона в полі всіх ядер і інших електронів. Електрони молекули розміщуються за відповідними одноелектронне рівням з урахуванням принципу Паулі, тобто на одній молекулярної орбіті може перебувати не більше двох електронів, […]...
- Пристрій і принцип дії трансформатора Принцип дії трансформатора (понижуючого або підвищує) – трансформація змінної напруги (як підвищення, так і зниження) з деякою втратою потужності. Трансформатори працюють тільки зі змінним напругою. Саме з цієї причини всі електричні мережі мають змінну напругу. Підвищувальні трансформатори підвищують напругу, знижувальні трансформатори знижують. Більшість джерел живлення використовують знижувальні трансформатори, щоб зменшити високий небезпечна напруга мережі (220В) […]...