วิชาการ.คอม - คลังความรู้ ปัญญาไทย เพื่อการศึกษาไทย เพราะเรารักเมืองไทย
เว็บส่งเสริมการเรียนรู้ดีเด่น 2547 (สมาคมผู้ดูแลเว็บไทย)   |   เว็บสื่อวิทยาศาสตร์ดีเด่น 2549 (กระทรวงวิทย์)   |   เว็บการศึกษาที่มียอดผู้เข้าชมสูงสุด 2549, 2550 (TrueHits)
ขอขอบคุณ บริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) และ สสวท ที่ให้การสนับสนุน  
กฏการกีดกันของเพาลี
โพสต์เมื่อ: 20:18 วันที่ 13 พ.ค. 2551         ชมแล้ว: 11,539 ตอบแล้ว: 10

พอดีอ่านหนังสือของ รองศาสตรจารย์ ศักดา ไตรรัตน์ มาอะคับคืออยากจะรู้ว่าเค้าเขียนได้ถูกไหมจึงอยากให้อธิบายกฏการกีดกันของเพาลีหน่อยครับถ้าอธิบายไม่ได้ผมจะมาเขียนให้ดูว่าอาจารย์เค้าอธิบายอย่างไร


                                                กฏการกีดกันของเพาลี


"ในอะตอมเดียวกันค่าของเลขควอนตัม n l ml ms  ทั้ง 4 ต้องไม่ซ้ำกับของ อิเล็คตรอน อื่นทั้ง 4 ค่า"


n = ระดับพลังงานหลัก


l = ระดับพลังงานย่อย


ml = เลขควอนตัมแม่เหล็ก


ms = เลขควอนตัมสปิน


มีใครอธิบายความหมายได้บ้างว่า ทำไมเพาลีเค้าถึงบอกอย่างนั้นคับ ผมก็เคยอ่านมาแต่ก่อนแต่ก็เข้าใจแค่นั้นล่ะครับ


แต่พอดีผมได้ไปอ่านหนังสือของอาจาน ศักดา อาจานเค้าได้เขียนใหม่คับ ส่วนตัวผมคิดว่ามันใช่เลยอะ


 



abyssfinger เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 16 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 149 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

จำนวน 10 ความเห็น, หน้า่ | -1-
ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 14 พ.ค. 2551 (19:02)

ไม่มีใครแสดงความคิดเหนเลยสงสัยรู้กันแล้วมั้ง - -


แต่อาจานเค้าบอกเค้าเขียนคนแรกของโลกเลยอะ


เขียนมาหนังสือขายไป 20000 กว่าเล่มแล้วคงไม่กล้าโมแล้วล่ะ


เดี๋ยวโดนฟ้อง


abyssfinger เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 16 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 149 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 14 พ.ค. 2551 (20:50)

กลศาสตร์ควอนตัม อิเล็กตรอนแต่ละตัวในอะตอมจะต้องมีสถานะทางควอนตัม
ในอะตอมหนึ่งที่มีอิเล็กตรอนหลายตัว
อิเล็กตรอนแต่ละตัวจะต้องมีสถานะทางควอนตัมที่ไม่ซ้ำกัน
สถานะทางควอนตัมบอกด้วยเลขควอนตัม 4 ตัวที่คุณอ้างถึง
หากเลขควอนตัมซ้ำกันก็จะมีสถานะทางควอนตัมเดียวกัน จะอยู่ด้วยกันไม่ได้ครับ


นิรันดร์ เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 12960 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 851 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 15 พ.ค. 2551 (20:17)

อ๋อ ใช่เลยคับ


ขอบคุนมากคับ


abyssfinger เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 16 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 149 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 19 พ.ค. 2551 (11:08)
กฎการกีดกันของเพาลี คือแต่ละออบิตัลมีอิเล็กตรอนได้ไม่เกิน 2 และใน สองอิเล็กตรอนนั้นหมุนคนละทิศกันด้วย ดังนั้นในอะตอม จะไม่มีอิเล็กตรอนอยู่ที่เดียวกัน และหมุนเหมือนกันได้เกิน 1 นัั่นคือ อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีเอกลักษณ์เป็นของตนเอง
FinalUltima เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 75 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 21 พ.ค. 2551 (00:32)
อิเล็กตรอน หมุนจริงหรือเปล่า เราไม่ทราบ
แต่กลศาสตร์ควอนตัมบอกว่ามันมีสปินตรงกันข้าม
สปินของอิเล็กตรอนไม่ได้แปลว่ามันต้องหมุนเหมือนลูกข่าง
นิรันดร์ เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 12960 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 851 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 13 มิ.ย. 2551 (14:02)

หลักการกีดกันของเพาลีไม่ได้เป้นจริงเสมอไปน่ะครับ จะใช้ได้กับพวกอนุภาค fermions เท่านั้นน่ะครับ



เช่น อิเล็คตรอน โพสิตรอน โปรตอน (แต่ก็เป็นอนุภาคที่สำคัญทั้งนั้นเลยนี่หว่า) และอื่นๆ  อนุภาคพวก



bosons จะใช้หลักการนี้ไม่ได้นั่นหมายความว่าอนุภาคประเภทนี้สามารถมีเลขควอนตัมทั้งชุดเหมือนกัน



ได้น่ะ และในหนึ่งออบิทอลสามารถมีสปินชี้ขึ้นทั้งสองอันก้ได้ ยังจะเสถียรกว่าการที่ต้องกระโดดไปที่ระดับพลังงานสูงๆ



 


theory physics สู้ๆ theory สู้ตาย (IP:58.137.38.5)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 21 มิ.ย. 2551 (15:32)

ค.ห.ที่ 4 5 6 เป็นคำตอบที่ดีครับ


เพราะ อิเล็กตรอนสามารถบรรจุอยู่ได้ 2 ตัวภายใน orbital เดียวกัน และมีทิศทางขึ้นกับลงสำหรับใน orbital อื่นก็เหมือนกัน แต่ที่ว่าทำไมเลขควอนตัมทั้งสี่ถึงไม่เหมือนกันเพราะ orbital แต่ละ orbital มีเลขควอนตัมแม่เหล็กต่างกันขึ้นอยู่กับระดับพลังงานและรูปแบบของแต่ละ orbital ทำไม อิเล็กตรอนจึงมีทิศทางลงหรือขึ้นอย่างเดียวไม่ได้นั้นผมจะพยายามหาคำตอบมาให้เร็วที่สุดครับ


แต่ผมคิดว่าที่เป็นอย่างนั้นเพราะ การที่อิเล็กตรอนได้รับพลังงานหรือสูญเสียพลังงาน อิเล็กตรอนจะถีบตัวไปอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าและ/หรือสามารถลงไปในระดับพลังงานที่ต่ำกว่าได้


ปล.จะพยายามหามาให้


wm.first12163 เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 11 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 150 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 8 12 ก.ค. 2551 (11:49)

"ทำไมเพาลีเค้าถึงบอกอย่างนั้นคับ"
>>

่่ขอท้าวความถึง historical development of quantum mechanics นิดนึง

เริ่มที่ หลังจาก Neils Bohr's theory of hydrogen atom  กับ  Schrodinger's wave mechanics
การทดลองเกี่ยวกับ atomic structure เผยให้เห็นว่ามีผลการทดลองบางอย่างที่ทฤษฎีนี้อธิบายไม่ได้ 
นั่นก็คือ เมื่อใช้ Schrodinger's wave mechanics
กับอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งแล้วปรากฎว่าทฤษฎีคาดเดาผลของ
atomic emission line ขาดไป  ไม่ตรงกับผลการทดลอง

ปัญหาอีกอย่างก็คือ Wave mechanics ทำนา่ยว่าอิเล็กตรอนทั้งหมดของอะตอมนึงควรจะลงไปอยู่ใน  orbit ที่มีพลังงานต่ำที่สุด (ground state orbit)
ซึ่งไม่่ตรงกับที่สังเกตจากการทดลองแน่ๆ


เพื่อจะอธิบายผลที่สังเกตได้จากการทดลองนี้
Wolfgang Pauli
ก็เลยเสนอว่า วงโคจรของอิเล็กตรอนแต่ละวงนั้นจะมีอิเล็กตรอนได้แค่สองอิเล็กตรอนเท่านั้น
เมื่อวงโคจรเต็มแล้ว อิเล็กตรอนตัวต่อไปจะต้องไปอยู่วงโคจรที่มีพลังงานสูงขึ้นไป
นี่ก็คือ Pauli's exclusion principle



หลังจากนั้นก็มีหลายคนเสนอเรื่อง  Electron spin ขึ้นมา ว่า อิเล็กตรอน จะมีspin ได้แค่ spin-up, spin-down เท่านั้น



ทั้งหมดนี้เป็น assumptions ที่เสนอขึ้นมาเพื่ออธิบายผลการทดลองเท่านั้น
คนที่พยายามสร้างทฤษฏีต่อจาก  Schrodinger เพื่อสามารถเข้าใจเรื่อง 
Pauli's exclusion principle และ electron spin
ก็คือ Paul Dirac

Paul Dirac สร้างทฤษฏี ต่อจาก Schrodinger's Wave Mechanics ก็คือ 
Relativistic Wave Mechanics ซึ่งอธิบายเรื่อง electron spin และ
Pauli's exclusion principle

Pauli's exclusion principle บอกว่า
อิเล็กตรอนจะมีเลขควอนตัมทั้งสี่เหมือนกันไม่ได้
และที่มาของกฎที่ว่านี้ก็คือ (ขออธิบายด้วยสมการและ math นิดนึงนะครับ ใครไม่คุ้นกับควอนตัมเบื้องต้นอาจงงหน่อย) :



สถานะของอนุภาคในควอนตัมนั้นจะถูกแทนด้วย  state vector = |Ψ>



ทีนี้ถ้าต้องการจะอธิบายสถานะของ two-particle state
หมายความว่า ถ้า particle 1 in state 'A', particle 2 in state 'B' ก็จะแทนด้วย product of two state vector
ซึ่งก็คือ  |A>1 |B>2

two-particle state vector ของอิเล็กตรอนนั้นมีคุณสมบัติก็คือ it's Antisymmetric
หมายความว่า ถ้าอิเล็กตรอนสองอันสลับสถานะกัน 
กลายเป็น electron 1 in state 'B', electron 2 in state 'A'
state vector ก็จะเปลี่ยนเครื่องหมาย:

|A>1 |B>2  =  - |B>1 |A>2



ทีนี้ถ้าเกิดให้อิเล็กตรอนสองอันอยู่ในสถานะเดียวกัน (both in state 'A')
ก็จะำได้ว่า two-particle state vector is
|A>1 |A>

พอสลับ state กันเครื่องหมายต้องเปลี่ยนก็จะได้ว่า

|A>1 |A>  =   - |A>1 |A>

so

|A>1 |A>= 0

แต่ state vector ไม่ควรจะเป็นศูนย์ถ้ามันใช้แทนสถานะควอนตัมของ two electrons system



จึงสรุปได้ว่าอิเล็กตรอนจะอยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกันไม่ได้

(หลักการเดียวกันนี้ใช้กับอนุภาคที่มีคุณสมบัติ Antisymmetric เหมือนอิเล็กตรอน  ซึ่งอนุภาคพวกนี้ถูกเรียกรวมกันว่า Fermions)

------------------




คำอธิบายนี้ค่อนข้างจะ oversimplification ไปเยอะ  แต่ก็หวังว่าคงจะมีประโยชน์บ้างนะครับ



 



 



reference: "Beyond Measure" by Jim Baggott, 2003
Renz เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 3 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 9 6 พ.ย. 2551 (10:18)

เพิ่มเติมครับ

แวะมาในชุมชน สนทนาควอนตัมนะ

จะแวะมาขอความรู้เรื่อยๆนะครับ

 

ผมว่าโลกของควอนตัม มีคนเก่งๆเข้ามาเกี่ยวข้องเยอะมาก

ถือว่าเป็นยุคทอง ของฟิสิกส์ ก็ว่าได้ ที่มีคนเก่งๆมาช่วยกันสานผลงาน


suwatra เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 3 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 10 8 พ.ย. 2551 (13:55)

อิเลกตรอน2ตัวอยู่ตำแหน่งเดียวกันไม่ได้ แต่อิเลกตรอนตัวเดียว อยู่2 ตำแหน่งพร้อมกันได้ใช่มั้ยคับ  ผีหลอกชัดๆ


Gravitivist เก็บเข้า Contact List ส่ง vSMS
ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 33 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 58 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติม วิชาการ.คอม

ชื่อ / email:
ข้อความ

รูปภาพ หรือ ไฟล์
กรุณาล๊อกอินก่อน เพื่อโพสต์รูปภาพ และ ใช้ LaTex ค่ะ สมัครสมาชิกฟรีตลอดชีพที่นี่
ตัวช่วย 1: CafeCode วิธีการใช้
ตัวช่วย 2: VSmilies วิธีการใช้
ตัวช่วย 3: พจนานุกรมไทย ออนไลน์ ฉบับราชบัณฑิต
ตัวช่วย 4 : dictionary ไทย<=>อังกฤษ ออนไลน์ จาก NECTEC
ตัวช่วย 5 : ดาวน์โหลด โปรแกรมช่วยพิมพ์ Latex เพื่อแสดงสมการบนวิชาการ.คอม

ขอบคุณผู้สนับสนุน

Hot Links

Google
 
ติดต่อลงโฆษณา :   คุณอันนา 086-4907600,
0-2583-2802
และ 086-4907585
สำนักงาน :   0-2642-7828
อีเมล์ :   
Copyright© 2000-2007, Vcharkarn.Com. All rights reserved.
คลิ๊กเพื่อดูสถิติ
รับรองและสนับสนุนโดย

สสวท.

มูลนิธิ พสวท.

พสวท.