O que o princípio de Pauli proíbe?

O princípio de exclusão de Pauli com uma função de onda de muitas partículas de valor único é equivalente ao requisito de que a função de onda seja anti-simétrica em relação à troca de partículas . Como explicar isso nos dedos? Fácil - coloque o dedo na mesa, no monitor, em algo sólido. Perfurado profundamente na matéria? Você conseguiu alcançar a sobreposição de nuvens de elétrons atômicas de dedo e mesa? Não? Não é surpreendente. Continue lendo para descobrir o porquê.





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Citação de Wikipedia: O princípio Pauli exclusão ( princípio de exclusão de Pauli ou simplesmente o princípio de exclusão ) é uma mecânica quântica princípio que afirma que dois ou mais idênticos férmions (partículas com meia - número inteiro de spin ) não podem estar simultaneamente no mesmo estado quântico no quantum sistema .





Função de onda de uma partícula em rotação.
Função de onda de uma partícula em rotação.

Algo sobre spin. Vamos começar com o que é um spin , em particular um spin meio inteiro . Deixe a partícula mover-se ao longo da circunferência do comprimento 2 \ pi r, e através \ vec {r}denotamos a posição da partícula. A partícula será descrita por uma função de onda\ psi (\ vec {r}, t) . Para simplificar, assumiremos que esta é a onda viajante mais comum.





\psi(\vec{r},t)=e^{\frac{i}{\hbar}(\vec{p}\cdot \vec{r}-E\cdot t)}

A função de onda deve ser determinada exclusivamente no círculo, e a rotação em





2\pi radiano não deve alterá-lo de forma alguma, ou seja:





e^{\frac{i}{\hbar}p\cdot 2\pi r}=1

O expoente imaginário é uma função trigonométrica, como seno ou cosseno, de fato, escrevemos que a função de onda é periódica . Isso só é possível se o trabalho





p\cdot r=\hbar n, n - . , \vec{l}=\vec{p}\times \vec{r} , :





l_z = n\hbar
          .
.

, , , , . , . n=1/2 4\pi. : , , , - Stern and Gerlach: How a Bad Cigar Helped Reorient Atomic Physics.





    720 .
720 .

- . - . - .





360 . , 4\pi - . : -1\times -1=1.





s=1/2 [. Pauli principle in Euclidean geometry]. , . - .





, . . 103(1) (1971) 155-179. :





\psi(x_{1})=e^{\frac{i}{\hbar}p\cdot x_{1}},\quad\psi(x_{2})=e^{\frac{i}{\hbar}p\cdot x_{2}}

,





p_1=-p_2 . x=x_{2}-x_{1}. :





\Psi(x_{1},x_{2})=e^{\frac{i}{\hbar}p\cdot x_{1}}e^{-\frac{i}{\hbar}p\cdot x_{2}}

, . :





\Psi=e^{\frac{i}{\hbar}p\cdot(x_{2}-x_{1})}-e^{-\frac{i}{\hbar}p\cdot(x_{2}-x_{1})}

:





\Psi=2i\cdot\sin(\frac{p\cdot x}{\hbar})

:





\rho(x)=4\cdot\sin^{2}(k\cdot x)

k=p/\hbar - . p_o \rho(x) k. , \rho(x) .





  -       .
- .

x_{min} . , , , .. x_{min}\approx 1/k_0. , . - .





    .
.

- , .. , . - , , . . ( . Stevens, P.S. A Geometric Analogue of the Electron Cloud. Proceedings of the National Academy of Sciences 56(3) (1966) 789-793.) .





  :   ,     .
: , .

, - (/, +1/2 -1/2), , ( ) .





, , , . , , , . .





,

( 8 , 18 ) , . , . , .





1961 (. ., . . .: "" 1976. . 197). , . , , - . , , .. 4+4=8, . , , , . , , :





, , .
, , .

, . , , - , . .





  .
.

, NO ( ) , CN, C2N2. , O=N-N=O , - , . : , , .





!   GAMESS US
$CONTRL SCFTYP=UHF MULT=3
  LOCAL = BOYS
  RUNTYP=ENERGY NZVAR=0 
 $END
 
! PRTLOC = a flag to control supplemental printout.  The
!         extra output is the rotation matrix to the
!         localized orbitals, and, for the Boys method,
!         the orbital centroids, for the Ruedenberg
!         method, the coulomb and exchange matrices,
!         for the population method, atomic populations.
!         (default=.FALSE.)
 
 $LOCAL PRTLOC=.T. $END
 
 $SYSTEM TIMLIM=100 MWORDS=5 $END
 $BASIS  GBASIS=STO NGAUSS=3 $END
 $GUESS  GUESS=HUCKEL $END
 $DATA

 Cnv  4
 O   8.0  0.0  0.0  0.000
 O   8.0  0.0  0.0  1.210
 $END
      
      



 .  C-H,  ,  .
. C-H, , .

, , "" π- σ-. - , - , , ... , , , , , - .





\Delta x \cdot \Delta p \ge \hbar/2, , . . - p, - r. : p\cdot r \sim \hbar. ( ):





E= \frac{p^2}{2m}-\frac{1}{r}

c p\cdot r = 1 :





E(r)=\frac{1}{2r^2}-\frac{1}{r}

r=1 E=1/2 . . H_{2}^{+}.





H_{2}^{+} H-H, a, b. :





\begin{align*} \frac{1}{a^{3}}-\frac{1}{a^{2}}-\frac{1}{b^{3}}+\frac{1}{b^{2}} & =0\\ a+b & =R \end{align*}

.





 MAXIMA   .
MAXIMA .

- , MAXIMA , . .





     .
.

, . 1/16 (164 /), - R=8/3 (1.41 Å). - 255 / , - 1.07 Å. .





. , , . . , , . , , , . , , , .






.





10% !








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