Frīdrihs Hunds (1896–1997) — vācu fiziķis, Hunda likums un kvantu teorija
Frīdrihs Hunds (1896–1997) — vācu fiziķis un Hunda likuma autors; viņa pētījumi par atomiem, molekulām un kvantu tuneļošanas efektu būtiski ietekmēja kvantu teoriju.
Frīdrihs Hunds (1896. gada 4. februāris - 1997. gada 31. marts) bija vācu fiziķis no Karlsrūes, pazīstams ar saviem darbiem par atomiem un molekulām. Viņš strādāja Rostokas, Leipcigas, Jēnas, Frankfurtes pie Mainas un Getingenes universitātēs un bija Starptautiskās Kvantu molekulārās zinātnes akadēmijas loceklis.
Viņš bija publicējis vairāk nekā 250 rakstu un eseju, kā arī veicis ieguldījumu kvantu teorijā par atoma uzbūvi un molekulāro spektru struktūru. Viņa vārdā tika nosaukts Hunda likums, un 1926. gadā viņš atklāja vēlāk tā saukto tuneļošanas efektu.
Biogrāfija un akadēmiskais ceļš
Frīdrihs Hunds dzimis 1896. gada 4. februārī Karlsrūē. Viņa akadēmiskā aktivitāte un zinātniskā karjera norisinājās 20. gadsimta otrajā un trešajā ceturksnī, laikā, kad kvantu mehānika strauji attīstījās. Viņš strādāja vairākās vadošajās vācu universitātēs, viesojās starptautiskos zinātniskos centros un ietekmēja vairākas paaudzes teorētisko fiziķu. Hunds nomira 1997. gada 31. martā, 101 gada vecumā.
Zinātniskie sasniegumi
Hunds ir plaši pazīstams ar pamatprincipiem, kas skaidro atomu un molekulu elektronisko stāvokļu enerģijas kārtību, spektru un termu struktūru. Viņa darbi ir saistīti ar šādām jomām:
- Atoma elektroniskā konfigurācija un spektri — Hunda pētījumi palīdz noteikt enerģētiskās preferences elektroniskajām konfigurācijām, kas ir būtiski ķīmijai un atomfizikai.
- Molekulārā spektroskopija — izstrādātas pieejas, kas apraksta, kā savienojas orbītāļu un momentu vektori diatomiskajās un poliatomiskajās molekulās (t. s. Hunda gadījumi).
- Kvantu tuneļošanās — 1920. gadu pētījumos Hunds sniedza agrīnu teorētisku aprakstu tam, kā kvantu mehānikā daļiņas var šķērsot potenciāla barjeras, kas klasiskā fizikā šķistu necaursitamas.
Hunda likumi
Vispazīstamākais no viņa ieguldījumiem ir Hunda likumi, kas lietojami, lai noteiktu atoma vai jonā ar nepilnīgu apvalku zemāko enerģijas termu. Lakoniski tie izklausās šādi:
- Pirmais likums: no visiem iespējamiem multiplicitātes termiem (dažādiem kopējiem spiniem) viszemākajā enerģijā atrodas tas, kurā ir maksimāls kopējais spins (maksimāla multiplicitāte).
- Otrais likums: ja vairākām termu grupām ir vienāda multiplicitāte, enerģētiski zemākais būs tas termiņš, kuram ir lielākais kopējais orbitālais momenta kvantu skaitlis (L).
- Trešais likums: attiecas uz smalko struktūru (kopējo ārējo momentu J): ja apvalks ir mazāk nekā puspildīts, zemākais enerģijas stāvoklis atbilst zemākam J; ja apvalks ir vairāk nekā puspildīts, zemākais enerģijas stāvoklis atbilst augstākam J.
Šie principi ir plaši izmantoti, lai prognozētu atomu un molekulu gruntsstāvokļus, tos izmanto gan teorētiskā fizikā, gan kvantu ķīmijā.
Tuneļošanas efekta apraksts
1920. gados Hunds teorētiski izpētīja situācijas, kurās kvantu mehānikas viļņu funkcija ļauj daļiņai "tunnelēt" caur potenciāla barjeru, radot enerģijas līmeņu sadalīšanos un īpašas spektrālās līnijas. Šis efekts vēlāk kļuva par pamatu sapratnei par tādām parādībām kā molekulāra inversija (piemēram, amonjaka inversijas rezonanse), kvantu ķīmiskās reakcijas ātrumi un mūsdienu nanoierīču darbība.
Pedagoģija, publicētie darbi un mantojums
Hunds publicēja vairāk nekā 250 zinātnisku rakstu un eseju, kas aptver gan pamattēmas kvantu mehānikā, gan molekulārā spektra teoriju. Viņa darbs deva pamatu daudzu gadu desmitu attīstībai atomu un molekulu fizikas teorijā, un viņa likumi tiek mācīti kā standarts studiju kursu daļa fizikā un ķīmijā. Viņa idejas joprojām tiek lietotas mūsdienu pētījumos, tostarp kvantu ķīmijas programmatūrā un spektroskopijas analīzē.
Atzinības
Frīdrihs Hunds bija atzīts akadēmiķis, viņš bija daudzu zinātnisku biedrību loceklis un guva plašu starptautisku atzinību par savu ieguldījumu kvantu teorijā un molekulārās fizikas izpratnē.
Īsa kopsavilkuma piezīme
Frīdrihs Hunds ir viens no tiem teorētiskās fizikas pionieriem, kuru ieguldījums — Hunda likumi, Hunda gadījumu klasifikācija un agrīnie apraksti par tuneļošanu — joprojām stipri ietekmē mūsdienu atomfiziku, molekulārā spektra analīzi un kvantu ķīmiju.
Hunds gadījumi
Hunda gadījumi, kas ir īpaši režīmi molekulārā leņķiskā momenta sakabināšanā, un Hunda noteikumi, kas regulē elektronu konfigurācijas, ir svarīgi spektroskopijā un kvantu ķīmijā. Ķīmijā īpaši svarīgs ir pirmais no Hunda noteikumiem, un to bieži dēvē vienkārši par Hunda noteikumu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas bija Frīdrihs Hunds?
A: Frīdrihs Hunds bija vācu fiziķis no Karlsrūes, kas bija pazīstams ar saviem darbiem par atomiem un molekulām.
J: Kur viņš strādāja?
A: Viņš strādāja Rostokas, Leipcigas, Jēnas, Frankfurtes pie Mainas un Gِttingenas universitātēs.
J: Kādu ieguldījumu viņš deva kvantu teorijā?
A: Viņš deva ieguldījumu kvantu teorijā par atoma uzbūvi un molekulāro spektru struktūru.
J: Kas ir Hunda likums?
A: Hunda noteikums ir atomu fizikas princips, kas nosaka, ka, pievienojot atomam vai molekulai elektronus, tie ieņem orbitāles ar dažādām spina orientācijām, lai maksimizētu to kopējo spina daudzkārtību. Tas nosaukts Frīdriha Hunda vārdā, kurš to pirmo reizi ierosināja 1926. gadā.
J: Kad viņš atklāja tunelēšanas efektu?
A: Viņš 1926. gadā atklāja vēlāk tā saukto tuneļošanas efektu.
J: Vai Frīdrihs Hunds bija kādas zinātniskas biedrības biedrs?
A: Jā, viņš bija Starptautiskās Kvantu molekulārās zinātnes akadēmijas loceklis.
Meklēt