Cho hàm sóng 2(r - 3/r2).exp(r).
a) Tính mật độ xác suất ứng với hàm sóng trên trong khoảng (0; 3).
b) Chuyển phương trình hàm sóng trên sang hệ tọa độ Đề các.
Câu 12
Cho 2 hàm sóng: \(\psi_{1s}=\frac{1}{\sqrt{\pi}}.a^{\frac{3}{2}}_0.e^{-\frac{r}{a_0}}\)và \(\psi_{2s}=\frac{1}{4\sqrt{2}}.a^{\frac{3}{2}}_0.\left(2-\frac{r}{a_0}\right).e^{-\frac{r}{2a_0}}\)
a) Hãy chứng minh hai hàm sóng trên trực giao nhau
b) Tìm hàm mật độ xác suất trong mỗi trường hợp và chỉ ra những vị trí mà mật độ xác suất đạt giá trị cực đại.
a, Ta có:
Hai hàm sóng trực giao nhau khi \(I=\int\psi_{1s}.\psi_{2s}d\psi=0\) \(\Leftrightarrow I=\iiint\psi_{1s}.\psi_{2s}dxdydz=0\)
Chuyển sang tọa độ cầu ta có: \(\begin{cases}x=r.\cos\varphi.sin\theta\\y=r.\sin\varphi.sin\theta\\z=r.\cos\theta\end{cases}\)
\(\Rightarrow\)\(I=\frac{a^3_o}{4.\sqrt{2.\pi}}\int\limits^{\infty}_0\left(2-\frac{r}{a_o}\right).e^{-\frac{3.r}{2.a_o}}.r^2.\sin\theta dr\int\limits^{2\pi}_0d\varphi\int\limits^{\pi}_0d\theta\)
\(=a^3_o.\sqrt{\frac{\pi}{2}}\)(.\(2.\int\limits^{\infty}_0r^2.e^{-\frac{3.r}{2.a_o}}dr-\frac{1}{a_o}.\int\limits^{\infty}_0r^3.e^{-\frac{3.r}{2.a_o}}dr\))
\(=a_o.\sqrt{\frac{\pi}{2}}.\left(2.I_1-\frac{1}{a_o}.I_2\right)\)
Tính \(I_1\):
Đặt \(r^2=u\); \(e^{-\frac{3r}{2a_o}}dr=dV\)
\(\Rightarrow\begin{cases}2.r.dr=du\\-\frac{2a_o}{3}.e^{-\frac{3r}{2a_o}}=V\end{cases}\) \(\Rightarrow I_1=-r^2.\frac{2a_o}{3}.e^{-\frac{3r}{2a_o}}+\frac{4.a_o}{3}.\int\limits^{\infty}_0r.e^{-\frac{3r}{2a_o}}dr\)\(=0+\frac{4a_o}{3}.I_{11}\)
Tính \(I_{11}\):
Đặt r=u; \(e^{-\frac{3r}{2a_o}}dr=dV\)\(\Rightarrow\begin{cases}dr=du\\-\frac{2a_o}{3}.e^{-\frac{3r}{2a_o}}=V\end{cases}\)\(\Rightarrow I_{11}=0+\frac{2a_0}{3}.\int\limits^{\infty}_0e^{-\frac{3r}{2a_o}}dr=\frac{4a^2_o}{9}\)
\(\Rightarrow2.I_1=2.\frac{4a_o}{3}.\frac{4a_o^2}{9}=\frac{32a^3_o}{27}\)
Tính \(I_2\):
Đặt \(r^2=u;e^{-\frac{3r}{2a_o}}dr=dV\) \(\Rightarrow\)\(3r^2dr=du;-\frac{2a_o}{3}.e^{-\frac{3r}{2a_o}}=V\)
\(\Rightarrow I_2=0+2.a_o.\int\limits^{\infty}_0r^2.e^{-\frac{3r}{2a_o}}dr\)\(\Rightarrow\frac{1}{a_o}.I_2=2a_o.\frac{16a^3_o}{27}.\frac{1}{a_o}=\frac{32a^3_o}{27}\)
\(\Rightarrow I=a^3_o.\sqrt{\frac{\pi}{2}}.\left(\frac{32a^3_o}{27}-\frac{32a^3_o}{27}\right)=0\)
Vậy hai hàm sóng này trực giao với nhau.
b,
Xét hàm \(\Psi_{1s}\):
Hàm mật độ sác xuất là: \(D\left(r\right)=\Psi^2_{1s}=\frac{1}{\pi}.a^3_o.e^{-\frac{2r}{a_o}}\)
\(\Rightarrow D'\left(r\right)=-\frac{2.a_o^2}{\pi}.e^{-\frac{2r}{a_o}}=0\)
\(\Rightarrow\)Hàm đạt cực đại khi \(r\rightarrow o\) nên hàm sóng có dạng hình cầu.
Xét hàm \(\Psi_{2s}\):
Hàm mật độ sác xuất: \(D\left(r\right)=\Psi_{2s}^2=\frac{a^3_o}{32}.\left(2-\frac{r}{a_o}\right)^2.e^{-\frac{r}{a_0}}\)\(\Rightarrow D'\left(r\right)=\left(2-\frac{r}{a_o}\right).e^{-\frac{r}{a_o}}.\left(-4+\frac{r}{a_o}\right)=0\)
\(\Rightarrow r=2a_o\Rightarrow D\left(r\right)=0\); \(r=4a_o\Rightarrow D\left(r\right)=\frac{a^3_o}{8}.e^{-4}\)
Vậy hàm đạt cực đại khi \(r=4a_o\), tại \(D\left(r\right)=\frac{a^3_o}{8}.e^{-4}\)
hai hàm trực giao: I=\(\int\)\(\Psi\)*\(\Psi\)d\(\tau\)=0
Ta có: I=\(\int\limits^{ }_x\)\(\int\limits^{ }_y\)\(\int\limits^{ }_z\)\(\Psi\)*\(\Psi\)dxdydz=0
=\(\int\limits^{ }_r\)\(\int\limits^{ }_{\theta}\)\(\int\limits^{ }_{\varphi}\)\(\Psi\)1s\(\Psi\)2sr2sin\(\theta\)drd\(\theta\)d\(\varphi\)
=\(\int\limits^{\infty}_0\)\(\int\limits^{\pi}_0\)\(\int\limits^{2\pi}_0\)(2-\(\frac{r}{a_0}\)).e-3r/a0r2sin\(\theta\)drd\(\theta\)d\(\varphi\)
=C.\(\int\limits^{\infty}_0\)(2-\(\frac{r}{a_0}\)).e-3r/a0r2dr.\(\int\limits^{\pi}_0\)sin\(\theta\)\(\int\limits^{2\pi}_0\)d\(\varphi\)
với C=\(\frac{1}{4\sqrt{2\pi}}\)a0-3
Xét tích phân: J=\(\int\limits^{\infty}_0\)(2-\(\frac{r}{a_0}\)).e-3r/a0r2dr
=\(\int\limits^{\infty}_0\)(2r2- \(\frac{r^3}{a_0}\)).e-3r/a0dr
=\(\int\limits^{\infty}_0\)(2r2- \(\frac{r^3}{a_0}\)).\(\frac{-2a_0}{3}\)de-3r/a0
=\(\frac{-2a_0}{3}\).((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0\(-\)\(\int\)(4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\))e-3r/adr)
=\(\frac{-2a_0}{3}\)((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0 - \(\int\)(4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\)).\(\frac{-2a_0}{3}\)de-3r/a)
=\(\frac{-2a_0}{3}\)((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0 +\(\frac{2a_0}{3}\).((4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\))e-3r/a0 - \(\int\)(4 - \(\frac{6r}{a_0}\))e-3r/a0dr))
=\(\frac{-2a_0}{3}\)((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0 +\(\frac{2a_0}{3}\).((4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\))e-3r/a0- \(\int\)(4 - \(\frac{6r}{a_0}\))\(\frac{-2a_0}{3}\).de-3r/a0))
=\(\frac{-2a_0}{3}\)(((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0 +\(\frac{2a_0}{3}\).((4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\))e-3r/a0+\(\frac{2a_0}{3}\)((4-\(\frac{6r}{a_0}\)).e-3r/a0 + \(\int\)(\(\frac{6}{a_0}\)e-3r/a0dr)))
=\(\frac{-2a_0}{3}\)(((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0 +\(\frac{2a_0}{3}\).((4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\))e-3r/a0+\(\frac{2a_0}{3}\)((4-\(\frac{6r}{a_0}\)).e-3r/a0 + \(\int\)(\(\frac{6}{a_0}\).\(\frac{-2a_0}{3}\)de-3r/a0)))
=\(\frac{-2a_0}{3}\)((((2r2-\(\frac{r^3}{a_0}\))e-3r/a0 +\(\frac{2a_0}{3}\).((4r-\(\frac{3r^2}{a_0}\))e-3r/a0+\(\frac{2a_0}{3}\)((4-\(\frac{6r}{a_0}\)).e-3r/a0 - 4.e-3r/a0))))
=\(\frac{-2a_0}{3}\)e-3r/a0.\(\frac{-r^3}{a_0}\)=2/3.e-3r/a0.r3Thế cận tích phân 0 và \(\infty\) J= 0 suy ra I=0. Vậy 2 hàm số trực giaob1.\(\Psi\)1s=\(\frac{1}{\sqrt{\pi}}\).a03/2.e-r/a0.
Hàm mật độ xác suất :
Dr=|\(\Psi\)2|r2
=\(\frac{1}{\pi}\)a03.e-2r/a0.r2
xét \(\frac{dD_r}{r}\)= \(\frac{1}{\pi}\)a03.(r2.\(\frac{-2}{a_0}\)e-2r/a0+2r.e-2r/a0)
= \(\frac{1}{\pi}\)a03.e-2r/a0.2r.(1\(-\)\(\frac{r}{a_0}\))
\(\frac{dD_r}{r}\)=0 \(\Leftrightarrow\)r=a0.
tại r=a0 Dr đạt cực đại. Dmax=\(\frac{1}{\pi}\)a03.e-2.a02=\(\frac{1}{\pi}\)a05.e-2
b2. \(\Psi\)2s=\(\frac{1}{4\sqrt{2}}\)a03/2.(2-\(\frac{r}{a_0}\)).e-r/2ao.
Hám mật độ xác suất:
Dr=|\(\Psi\)2|r2.
=\(\frac{1}{32}\).a03.e-r/ao.(2-\(\frac{r}{a_0}\))2
=\(\frac{1}{32}\).a03.e-r/ao.(4-4.\(\frac{r}{a_0}\)+\(\frac{r^2}{a^2_0}\))
Xét \(\frac{dDr}{dr}\)= \(\frac{1}{32}\).a03.((e-r/ao.\(\frac{-1}{a_0}\).(2-\(\frac{r}{a_0}\))2+e-r/ao.(-.\(\frac{4}{a_0}\)+\(\frac{2r}{a^2_0}\))
=- \(\frac{1}{32}\).a03.e-r/ao.\(\frac{1}{a_0}\).(2-\(\frac{r}{a_0}\))(\(\frac{r}{a_0}\)-4)
\(\frac{dDr}{dr}\)=0 \(\Rightarrow\)r=2a0 hoặc r=4a0.tại r=2a0 Dr đạt cực đại. Drmax=0.
Câu 10
Cho hàm R3P = \({{\frac{4}{27}\sqrt{26}}.a_0^{-5/2}.r.(2-{\frac{r}{3a_0}}).e^{\frac{-r}{3a_0}}}\)
a) Xác định mật độ xác suất theo r;
b) Biểu diễn kết quả thu được trên đồ thị
a) Ta có: Mật độ xác suất tìm thấy electron trong vùng không gian xung quanh hạt nhân nguyên tử:
D(r) = R2(r) . r2
= 416/729 . a0-5 . r2 . (2 - r/3a0)2 . e-2r/3a0 . r2
= 416/729 . a0-5 . (4r4 - 4r5/3a0 + r6/9a02) . e-2r/3a0
Khảo sát hàm số D(r) thuộc r
Xét: d D(r)/ dr = 416/729 . a0-5 . [(16r3 - 20r4/3a0 + 2r5/3a02) . e-2r/3a0 - (4r4 - 4r5/3a0 + r6/9a02) . 2/3a0 . e-2r/3a0 ]
= 416/729 . a0-5 . e-2r/3a0 . r3 . (16a03 - 28r/3a0 + 14r2/9a02 - 2r3/27a03)
= 832/19683 . a0-8 . e-2r/3a0 . r3 . (-r3 +21r2.a0 - 126r.a02 +216a03)
= - 832/19683 . a0-8 . e-2r/3a0 . r3 . (r - 6a0).(r - 3a0).(r - 12a0)
d D(r)/ dr = 0. Suy ra r =0; r =3a0 ; r = 6a0; r = 12a0
Với r = 0 : D(r) =0
r =3a0 : D(r) = 416/9 .a-1 . e-2
r =6a0 : D(r) = 0
r =12a0 : D(r) = 425984/9.a-1 . e-8
b) Ai vẽ câu này rồi cho up lên với, cám ơn mọi người trước nhé!
a)Mật độ xác suất có mặt electron tỷ lệ với |R3P|2.r2
D(r)=|R3P|2.r2 =D (r)=\(\frac{416}{729}\) .a0-5.(2r2- \(\frac{r^3}{3a_0}\)).\(^{e^{-\frac{2r}{3a_0}}}\)
Lấy đạo hàm của D theo r để khảo sát mật độ xác suất :
D' (r)= \(\frac{416}{729}\) .a0-5.2.(2r2-\(\frac{r^3}{3a_0}\)).(4r-\(\frac{r^2}{a_0}\)).\(^{e^{-\frac{2r}{3a_0}}}\)+\(\frac{416}{729}\) .a0-5.(2r2-\(\frac{r^3}{3a_0}\))2.(-\(\frac{2}{3a_0}\)).\(^{e^{-\frac{2r}{3a_0}}}\)
=\(\frac{832}{729}\). a0-6.\(^{e^{-\frac{2r}{3a_0}}}\). (2r2-\(\frac{r^3}{3a_0}\)) .[(4r-\(\frac{r^2}{a_0}\)).a0 -\(\frac{1}{3}\). (2r2-\(\frac{r^3}{3a_0}\))]
=\(\frac{832}{729}\). a0-6.\(^{e^{-\frac{2r}{3a_0}}}\).r3.(2- \(\frac{r}{3a_0}\)).(\(\frac{r^2}{9a_0}-\frac{5r}{3}+4a_0\))
=>D’(r)=0 => r=0 ,r=3a0 ,r=6a0 ,r=12a0.
Với:r=0 =>D(r)=0
r=3a0 =>D(r)=0
r=6a0 =>D(r)=\(\frac{416}{9a_0.e^2}\)
r=12a0=>D(r)=\(\frac{425984}{a_0.e^8}\)
b)
a)Mật độ xác suất :D(r)=|R3P|2.r2 =>D (r)= .a0-5.(2r2-)2. Ta có:D’(r)= .a0-5.2.(2r2-).(4r-).+ .a0-5.(2r2-)2..(-).
=>D’(r)=. a0-6.. (2r2-) .[(4r-).a0 -. (2r2-)]
D’(r)=0 =>(2r2-) .[(4r-).a0 -. (2r2-)]=0 => r=0 ,r=3a0 ,r=6a0 ,r=12a0.
Với:r=0 =>D(r)=0
r=3a0 =>D(r)=0
r=6a0 =>D(r)=
r=12a0=>D(r)=
cho hàm số y=(a-1)x +a
VỚi giá trị nào của a thì hàm số nghịch biến trên R
b) CMR đồ thị hàm số luôn đi qua điểm A (-1,1) với mọi A
c) Xác định A để đồ thị cắt trục tung tại diểm có tung độ bằng 3
d) Xác định A để đồ thị cắt trục hoành tại diểm có hoành độ bằng -2. VẼ đồ thị trong T.hợp này
e) TÍnh khoảng cách từ gốc 0 đến đường thẳng đó
Cho hàm số y = f (x) xác định trên R và có đạo hàm f’(x) thỏa f’(x) = (1–x)(x+2)g(x)+2018 với g(x) < 0, ∀ x ∈ R . Hàm số y = f(1 – x) + 2018x + 2019 nghịch biến trên khoảng nào?
A. 1 ; + ∞
B. 0 ; 3
C. - ∞ ; 3
D. 3 ; + ∞
Đáp án D
Ta có Đáp án D
Ta có y’ = –f’(1 – x) + 2018 = –[1–(1–x)][(1–x)+2]g(1–x) – 2018 + 2018
= –x(3–x)g(1–x)
Suy ra (vì g(1–x) < 0, ∀ x ∈ R )
Vậy hàm số đã cho nghịch biến trên khoảng 3 ; + ∞
Cho hàm số y=f(x) xác định trên R và có đạo hàm f‘(x) thỏa mãn f’(x)=(1-x)(x+2).g(x) + 2018 trong đó g(x)<0, mọi x thuộc R. Hàm số y=f(1-x)+2018x+2019 nghịch biến trên khoảng nào?
Cho hàm số f(x) xác định và liên tục trên R và có đạo hàm f'(x) thoả mãn f'(x) = (1 - x)(x+2)g(x) + 2023 với g(x) < 0, ∀x∈R. Hàm số y = f(1-x) + 2023x + 2024 nghịch biến trên khoảng nào?
Cho hàm số f(x) xác định và liên tục trên R và có đạo hàm f'(x) thỏa mãn f ' ( x ) = ( 1 - x ) ( x + 2 ) g ( x ) + 2018 với g ( x ) < 0 , ∀ x ∈ R . Hàm số y = f ( 1 - x ) + 2018 x + 2019 nghịch biến trên khoảng nào dưới đây?
A . ( 1 ; + ∞ ) .
B . ( 0 ; 3 ) .
C . ( - ∞ ; 3 ) .
D . ( 4 ; + ∞ ) .
ai giúp mình với ạ
1) Biết lớp electron M trong nguyên tử ứng với n = 3. Hãy: a) Tính giá tri các số lượng tử l, ml có thể có đối với lớp M b) Tính số lượng các AO (hàm sóng không gian) trên từng phân lớp và cho cả lớp c) Hàm sóng của nguyên tử hydro có kí hiệu Ψ320 .Tính năng lượng, độ lớn của vectơ mômen động lượng, độ lớn của véc tơ hình chiếu mô men động lượng lên trục z và số lượng mặt nút của hàm góc, hàm bán kính và của hàm sóng.
Cho hàm số y = f(x) xác định trên R và có đạo hàm y = f '(x) thỏa mãn f ' x = 1 − x x + 2 . g x + 2018 trong đó g x < 0 , ∀ x ∈ ℝ . Hàm số y = f 1 − x + 2018 x + 2019 nghịch biến trên khoảng nào?
A. 1 ; + ∞ .
B. (0;3)
C. − ∞ ; 3 .
D. 3 ; + ∞ .