خطوات الاستخدام
أدخل رقم الكم الاهتزازي (v) في الحقل المخصص. يبدأ v من 0 ويمثل مستويات الطاقة الكمية للمهتز التوافقي. كلما زاد v، زادت طاقة الاهتزاز. تأكد من أن القيمة عدد صحيح غير سالب.
تقوم الحاسبة بحساب طاقة المستوى الاهتزازي باستخدام معادلة ميكانيكا الكم للمهتز التوافقي: E_v = (v + ½) hν، حيث h هو ثابت بلانك وν هو تردد الاهتزاز الأساسي. في هذه الحاسبة، نفترض قيمة افتراضية لـ hν (مثلاً 1 وحدة طاقة) لعرض النتائج بشكل مبسط.
تعرض الحاسبة قيمة الطاقة بوحدات hν. يمكنك تفسير النتيجة على أنها مضاعفات طاقة النقطة الصفرية (v=0). على سبيل المثال، عند v=0، الطاقة تساوي 0.5 hν، وعند v=1 تساوي 1.5 hν، وهكذا.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على المهتز التوافقي بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحساب الطاقة، نستخدم المعادلة E_v = (v + ½) hν. أولاً، نحسب hν: h = 6.626×10^{-34} J·s, ν = 8.66×10^13 Hz, إذن hν = 6.626×10^{-34} × 8.66×10^13 = 5.74×10^{-20} J. ثم E_2 = (2 + 0.5) × 5.74×10^{-20} = 2.5 × 5.74×10^{-20} = 1.435×10^{-19} J. هذه الطاقة تعادل 0.895 eV (باستخدام 1 eV = 1.602×10^{-19} J). في سياق التحليل الطيفي، هذا يتوافق مع الانتقال من v=0 إلى v=2 (نغمة توافقية) والذي يظهر في طيف رامان أو الامتصاص مع شدة أقل.
الحل
الفرق بين المستويات المتجاورة في المهتز التوافقي ثابت ويساوي hν. أولاً، hν = 6.626×10^{-34} × 5×10^12 = 3.313×10^{-21} J. إذن ΔE = 3.313×10^{-21} J. هذا يعادل 0.0207 eV. في الطيف، يظهر هذا الانتقال كخط امتصاص عند طول موجة λ = hc/ΔE = (6.626×10^{-34} × 3×10^8) / (3.313×10^{-21}) = 6.00×10^{-5} m = 60 μm، أي في منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة. هذه الانتقالات أساسية في التحليل الطيفي الاهتزازي للجزيئات.