【量子物理】3原子中的電子-wenkub
2023-03-27 00:41:38 本頁面
【正文】 ? 代表角動(dòng)量大小 （ 2） 角動(dòng)量在 z 軸投影 ? 代表 角動(dòng)量取向 ????? ?iLz?z x y 電子云 L 各種原子核外電子的排布 167。原子中的電子 2023年秋季學(xué)期 第 3章 陳信義編 1 167。 微觀粒子的不可分辨性 泡利不相容原理 目 錄 167。 ??Lz 167。 L?l = 2， 例如： 2 ,1,0 ???m對(duì) z 軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 6 ? ?? zz LL ? d)(d ????zLi??通解為 ??? zLiAe ??)( )()(dd ????? zLi ?? ?【例】 求解 的本征值問題。 。 9 賴曼系 （紫外區(qū)） 巴耳末系 (可見區(qū) ) 帕邢系 (紅外區(qū) ) 布喇開系 氫原子能級(jí)和能級(jí)躍遷圖： En n 121 EnE n ? eV2n??由能級(jí)算出的光譜線頻率和實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致。 11 在以質(zhì)子的位置為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系中，電子的能量本征方程為 ???ErUzyx????????????????????????? )(2 2222222?寫成球坐標(biāo)系中的形式 ???????ErLrerrrr 2????????????????2202222 ?42?其中 為 軌道角動(dòng)量平方 算符 。 球諧函數(shù) 能級(jí)： 14 ararararararearaRearaRearaRearaReararaReaR32233222321323312232032233023103081462161627821212723213322????????????????????????????????????????????????當(dāng) n =1,2,3時(shí)的 Rnl ： 220 ??ea??? ?稱為玻爾半徑。 ??? ?L Leri ?? ???? 2π? Lee ervmme ?????2 Lererv ?????? 2ππ2Lmee?2??zez Lme2??? ?mmee???2me ??? ?22 磁矩在磁場(chǎng)中受力 — 玻爾磁子 Bohr magon eB me2???令 ? 電子軌道磁矩的取向是量子化的 ?,2,1,0 ?????? mmBz ，?? J/ 24???Fz z 原子射線 zBz????● 磁矩在磁場(chǎng)中的能量 zBzEF zzz ??????? ?zBm zB ????? ?BE ?? ??? ?zF也是分立的。 (1) 證明了空間量子化的存在 實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻有 兩條沉積線， 這說明原來對(duì)原子中電子運(yùn)動(dòng) 的描述是不完全的。 ? ? 27 和朝下兩種取向。 施 — 蓋實(shí)驗(yàn)表明： 212 ??s 21?? s??23 )1( ??? ssS?? 21??? Sz mS 2121 ??? ，Sm電子自旋是一種 “內(nèi)稟” 運(yùn)動(dòng)， 不是小球自轉(zhuǎn)。 2/32/15 ??Jj =1/2 ?2 2/3? 2/3?J?S? L? 2/3? 2/15?2j =3/2 S?L?J?考慮到自旋軌道耦合，原子的狀態(tài)可表示為： n j 主量子數(shù) 總角動(dòng)量角量子數(shù) 軌道角動(dòng)量角量子數(shù) l 的代號(hào)： l = 0,1,2,3,4?對(duì)應(yīng) S,P,D,F ? 如： n = 3 l = 1 j = 3/2 3P3/2 32 四、堿金屬原子光譜的雙線 ● ● H原子 +e e ● ● 堿金屬原子 原子實(shí) +e （ 價(jià)電子 ） e 所以光譜也與氫有差別。 對(duì)于 l 較小的軌道， 這稱為 軌道貫穿。 原子實(shí)中所有電子電荷的和為 ? (Z ?1)e， 電荷重心偏移后， 這部分負(fù)電荷與原子核中相 應(yīng)部分的等量正電荷形成了 一個(gè)指向價(jià)電子的偶極子， e +(Z?1)e ?(Z?1)e 35 相同主量子數(shù) n的氫原子中電子的能量 。 微觀粒子的不可分辨性 一、微觀粒子的全同性 同種微觀粒子的質(zhì)量、自旋、電荷等固有性 質(zhì)都是全同的，不能區(qū)分。 泡利不相容原理 量子 它們 39 全同粒子組成的系統(tǒng)必須考慮這種不可分辨性。 需把 （反對(duì)稱） ? ?)1()2()2()1()2,1( BABAC ????? ?? )1,2()2,1( ?? ?? )1,2(21 ?? ?），（ ? ?)1()2()2()1()2,1( BABAC ???? ??（對(duì)稱） 41 全同粒子按自旋劃分，可分為兩類： 費(fèi)米子 （ Fermion） e , p, n , 核He3等 , 二、費(fèi)米子和玻色子 泡利不相容原理 例如： 費(fèi)米子是自旋 s 為 半整數(shù) 的粒子 自旋 s =1/2。 玻色子 （ Boson） 玻色子是自旋 s 為 0 或 整數(shù) 的粒子 這表明： 納多個(gè)玻色子， 43 167。 經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)， 確認(rèn)這不是陰極射線所致。 三個(gè)月后， ? 德國(guó)人 ? Wilhelm C. R246。 ? 102197。 ? ?： 50 X 射線發(fā)射譜： 相對(duì)強(qiáng)度 波長(zhǎng)（ 197。 53 三、 X射線的線狀光譜 線狀譜起源于電子的內(nèi)層躍遷 ， 它的位置由元素決定 ， 與電壓 U 無關(guān) 。 并糾正了 Ni 28 Co 27 與 在周期 56 四 、 X 射線的應(yīng)用
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