রোটেশনাল এনার্জি লেভেল

২৪ শে জুলাই, ২০১৬ রাত ৯:২১

পরমাণুতে যেমন বিভিন্ন এনার্জি স্টেট থাকে তেমনি অণুতেও থাকে। এর মধ্যে সবচেয়ে বড় শক্তিস্তরকে বলা ইলেক্ট্রনিক এনার্জি স্টেট: বিভিন্ন ভাইব্রেশনাল এনার্জি স্টেটে বিভক্ত, যা আবার বিভিন্ন রোটেশনাল এনার্জি স্টেটে বিভক্ত। এই ধারণাটি হুবহু এক নয় তবে সাধারণভাবে বলা যেতে পারে। বিস্তারিত আলোচনা না করে আমরা আজ রোটেশনাল এনার্জি স্টেট নিয়ে প্রাথমিক কিছু আলোচনা করব।
অণুতে পরমাণু বন্ড গঠন করে। আর এক্ষেত্রে ঘুর্ণন তো ঘটবেই। আর এজন্য থাকবে গতিশক্তি। ঘুর্ণন গতির জন্য গতিশক্তির যে রাশিমালা তাতে জড়তার ভ্ৰামক I, কৌণিক ভরবেগ L হলে
E= L²/(2I)
মোট কৌণিক ভরবেগ কোয়ান্টায়িত। কাজেই Rotational Energy এর সমীকরণ হয়

E= l(l+1)(h`)²/(2I)---(i)

এখানে l হল সহকারী কোয়ান্টাম সংখ্যা, যার মান 0 থেকে (n-1) পর্যন্ত

স্পষ্টত এখানে মোট কৌণিক ভরবেগের সমীকরণ
L=h`.√[l(l+1)]
যেখানে h`=h/(2π)
বোর পরমাণুতে কৌণিক ভরবেগ J=nh/(2π) ছিল। এখন, পরমাণুতে ইলেক্ট্রন এর স্পিনও থাকে, কাজেই স্পিনের কৌণিক ভরবেগ হবে আর যদি তা S হয় তবে L হল (J+S) ভেক্টর যোগফলের মান। ।।

এখন ধরা যাক, rotational transition ঘটে l থেকে (l+1) কোয়ান্টাম স্টেটে আসল

এই দুই স্তরের শক্তি ব্যবধান
ΔE= E(l+1)- E(l)
বা, ΔE=(l+1).(h`)²/I

পরবর্তীতে এই শক্তি ΔE=hf রূপে বিকিরিত হবে। কাজেই
f= (l+1)/(4π²I)
আর এর ফলে বর্ণালী দেখা যাবে। আর তা পর্যবেক্ষণ করে অণুর বন্ধন দৈর্ঘ্য প্রভৃতি নির্ণয় করা যায় কেননা I জানা যায়।
লক্ষণীয় যে ΔE খুব ক্ষুদ্র। অর্থাৎ দুটি rotational energy state এর শক্তি পার্থক্য অতি নগণ্য।

আজ এ পর্যন্তই!

২ টি +১/-০