
以下の問題がよくわかりません。一部でもいいので教えていただけると幸いです。
水素原子のポテンシャルの原子核の電荷をZeとすると,V(r)=-Ze^2/4πε_0r=-ℏ^(2)Z/ma_0rと表される。この場合の動径方向の方程式は、
-ℏ^2/2m=[d^2R/dr^2+2/r*dR/dr-l(l+1)R/r^2]+V(r)R=ER
であり、固有関数はn=l+1,l+2,…として、
R_nl(r)=-[(2/na)^(3)(n-l-1)!/{2n[(n+l)!]^3}]^(1/2)exp(-r/na)(2r/na)^(l)L(2r/na)
と表される。ここでLはラゲールの陪公式である。
1.n=l+1の状態を考える。これは、1s,2p,3d,・・の状態に対応しており、固有関数はR_nl(r)=r(l)exp(-αr)という形になる。このとき動径方向の方程式から、エネルギー固有値Eとαを求めよ。
2.定常状態にある電子の動径電荷密度は、-er^2|R_nl(r)|^2であり、静電荷の密度のように見なすことができ、これをrについて積分すれば全電荷-eとなる。
ここで、先ほどの1s,2p,3d・・の状態について、対応する動径電荷密度を求めよ。
さらに、電子密度が最大となる半径(電荷密度が最小となる半径)を求めよ。
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