Mecaneg cwantwm: Gwahaniaeth rhwng fersiynau
Glanhawr (sgwrs | cyfraniadau) Dim crynodeb golygu |
Glanhawr (sgwrs | cyfraniadau) |
||
Llinell 12: | Llinell 12: | ||
Roedd arbrofion eraill yn dangos bod [[atom]]au wedi'u cyfansoddi o gnewyllyn dwys positif wedi'i amgylchynnu gan [[electron]]au bach negatif. Roedd y darganfyddiad hwn yn drychinebus gan fod [[mecaneg clasurol]] yn rhagddweud y byddai atom o'r fath yn ansefydlog; byddai'r electronau yn [[cyflymiad|cyflymu]] tuag at y cnewyllyn dan yr atyniad electrostatig gan allyrru [[ymbelydredd electromagnetaidd]] a cholli [[egni]] nes i'r ddau ymasio. |
Roedd arbrofion eraill yn dangos bod [[atom]]au wedi'u cyfansoddi o gnewyllyn dwys positif wedi'i amgylchynnu gan [[electron]]au bach negatif. Roedd y darganfyddiad hwn yn drychinebus gan fod [[mecaneg clasurol]] yn rhagddweud y byddai atom o'r fath yn ansefydlog; byddai'r electronau yn [[cyflymiad|cyflymu]] tuag at y cnewyllyn dan yr atyniad electrostatig gan allyrru [[ymbelydredd electromagnetaidd]] a cholli [[egni]] nes i'r ddau ymasio. |
||
Roedd arbrofion |
Roedd arbrofion sbectrosgopaidd hefyd yn dangos priodweddau rhyfedd i atomau. Wrth gynhesu nwyon dan gerrynt maent yn dechrau tywynnu. Os mae'r goleuni a allyrrir yn cael ei ddiffreithio fe welir cyfres o linellau arwahanol ar [[tonfedd|donfeddi]] penodol sy'n nodweddiadol iawn o'r elfen. |
||
===Model Bohr=== |
===Model Bohr=== |
||
Llinell 22: | Llinell 22: | ||
*Pan mae electron yn neidio yn ôl lawr i’r orbit egni is mae’n rhyddhau ymbelydredd. Mae egni’r ymbelydredd hwn yn hafal i’r gwahaniaeth egni rhwng y ddau orbit. |
*Pan mae electron yn neidio yn ôl lawr i’r orbit egni is mae’n rhyddhau ymbelydredd. Mae egni’r ymbelydredd hwn yn hafal i’r gwahaniaeth egni rhwng y ddau orbit. |
||
Roedd y syniad hwn o orbitau sefydlog yn seliedig ar y ffaith bod y llinellau |
Roedd y syniad hwn o orbitau sefydlog yn seliedig ar y ffaith bod y llinellau sbectrosgopaidd yn arwahanedig. Pe allai’r electron fod mewn unrhyw orbit gydgag unrhyw egni byddai’r sbectrwm o donfeddi a allyrrir yn barhaol fel enfys. Felly fe gyflwynodd Bohr y rheol gwantwm bod momentwm onglog wedi ei gwanteiddio mewn unedau integrol o ''h''/2''π'': |
||
::<math> mvr = n\hbar, \ n=1,2,3...</math> |
::<math> mvr = n\hbar, \ n=1,2,3...</math> |
||
Fe ddefnyddiodd Bohr y rheol gwantwm hon i ddeillio mynegiad lefau egni atom [[hydrogen]]: |
Fe ddefnyddiodd Bohr y rheol gwantwm hon i ddeillio mynegiad lefau egni yr atom [[hydrogen]]: |
||
::<math>E = \dfrac{e^4 m_e}{8\epsilon_0 h^2 n^2}</math> |
::<math>E = \dfrac{e^4 m_e}{8\epsilon_0 h^2 n^2}</math> |
||
Nid esboniodd Bohr ddeilliad y cwanteiddiad hwn yn ei fodel ond ei lwyddiant oedd esbonio’r arsylwadau sbectrosgopaidd yn nhermau strwythur yr atom. Ac yn wir roedd ei fodel yn gweithio'n berffaith ar gyfer hydrogen. |
|||
===Effaith ffotoelectrig=== |
===Effaith ffotoelectrig=== |
||
Llinell 37: | Llinell 37: | ||
===Tonfecaneg Schrödinger=== |
===Tonfecaneg Schrödinger=== |
||
== Gweler Hefyd == |
== Gweler Hefyd == |
||
* [[Ffoton]] |
* [[Ffoton]] |
Fersiwn yn ôl 15:38, 3 Mawrth 2013
Mecaneg cwantwm | ||||||||||||||
Werner Heisenberg a Erwin Schrödinger sefydlwyd mecaneg cwantwm | ||||||||||||||
Prif dudalen Ffiseg
| ||||||||||||||
Mecaneg cwantwm yw'r gangen o ffiseg sy'n delio ag ymddygiad mater ac egni ar raddfa fach iawn. Mae mecaneg cwantwm yn sylfaen i'n hymwybyddiaeth o pob grym sylfaenol natur gan eithrio disgyrchiant. Mae mecaneg cwantwm hefyd yn sylfaen i nifer o ganghenau o ffiseg gan gynnwys electromagnetedd, ffiseg gronnynau, ffiseg mater cyddwysedig a hyd yn oed rhannau o gosmoleg. Mae bondio cemegol, nanotechnoleg, trydaneḥg a thechnoleg gwybodaeth hefyd wedi'i selio ar fecaneg cwantwm. Mae yna ganrif o arbrofion wedi profi'n llwyddianus.
Hanes
Ar ddechrau'r ugeinfed ganrif roedd gwyddonwyr yn credu bod bron popeth sydd i'w ddarganfod wedi'i ddarganfod a taw dim ond mesuriadau gwell oedd ar ôl i'w gwneud. Fe gredid fod goleuni wedi'i wneud o donnau a bod mater wedi'i wneud o ronynnau ac y gellid eu disgrifio drwy ddeddfau clasurol. Fodd bynnag roedd mesuriadau newydd yn dangos priodweddau rhyfedd i oleuni a mater na ellid eu hesbonio. Yn 1900 fe ddangosodd Max Planck fod egni’r ymbelydredd electromagnetaidd a allyrir gan gyrff du yn gyfrannol ag amledd y don ac nid â’i thanbeidrwydd na’i hosgledd fel y rhagddywed mecaneg clasurol. Fe fformiwleiddiodd yr hafliad:
ble E yw’r egni, f yw’r amledd, a h yw cysonyn Planck gyda’r gwerth 6.626 x 10-34.
Roedd arbrofion eraill yn dangos bod atomau wedi'u cyfansoddi o gnewyllyn dwys positif wedi'i amgylchynnu gan electronau bach negatif. Roedd y darganfyddiad hwn yn drychinebus gan fod mecaneg clasurol yn rhagddweud y byddai atom o'r fath yn ansefydlog; byddai'r electronau yn cyflymu tuag at y cnewyllyn dan yr atyniad electrostatig gan allyrru ymbelydredd electromagnetaidd a cholli egni nes i'r ddau ymasio.
Roedd arbrofion sbectrosgopaidd hefyd yn dangos priodweddau rhyfedd i atomau. Wrth gynhesu nwyon dan gerrynt maent yn dechrau tywynnu. Os mae'r goleuni a allyrrir yn cael ei ddiffreithio fe welir cyfres o linellau arwahanol ar donfeddi penodol sy'n nodweddiadol iawn o'r elfen.
Model Bohr
Fe esboniwyd hyn gan Niels Bohr a gyhoeddodd ei fodel o'r atom yn 1913. Fe ragdybiodd y canlynol:
- Mae electronau yn teithio mewn orbitau cylchol o amgylch y cnewyllyn.
- Pan fo’r electron mewn un o’r orbitau nid ydyw’n allyrru ymbelydredd.
- Gall electron neidio o un orbit i orbit egni uwch yn bellach o’r niwclews drwy amsugno ymbelydredd.
- Pan mae electron yn neidio yn ôl lawr i’r orbit egni is mae’n rhyddhau ymbelydredd. Mae egni’r ymbelydredd hwn yn hafal i’r gwahaniaeth egni rhwng y ddau orbit.
Roedd y syniad hwn o orbitau sefydlog yn seliedig ar y ffaith bod y llinellau sbectrosgopaidd yn arwahanedig. Pe allai’r electron fod mewn unrhyw orbit gydgag unrhyw egni byddai’r sbectrwm o donfeddi a allyrrir yn barhaol fel enfys. Felly fe gyflwynodd Bohr y rheol gwantwm bod momentwm onglog wedi ei gwanteiddio mewn unedau integrol o h/2π:
Fe ddefnyddiodd Bohr y rheol gwantwm hon i ddeillio mynegiad lefau egni yr atom hydrogen:
Nid esboniodd Bohr ddeilliad y cwanteiddiad hwn yn ei fodel ond ei lwyddiant oedd esbonio’r arsylwadau sbectrosgopaidd yn nhermau strwythur yr atom. Ac yn wir roedd ei fodel yn gweithio'n berffaith ar gyfer hydrogen.