【正文】 2 2。 它們應(yīng)該合起來形成電子總的運(yùn)動(dòng)和磁矩 ， 如圖所示 。 上式中的 g稱為朗德 （ Lande） g因子 ， 或簡稱為 g因子 。1。 為了與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相吻合 ， 烏侖貝克與古茲米特就在假設(shè)電子自旋的同時(shí) ， 進(jìn)一步假設(shè)： 電子的 自旋 磁矩為 1個(gè)玻爾磁子 ， 即為經(jīng)典數(shù)值的 2倍： BBsZsBBsmss???????????????23)1(2,這個(gè)假設(shè)受到各種實(shí)驗(yàn)的支持。 9295c187866927549902152641 9 2 7 . 5 9 2 9 519722212,?????????cfmMe VMe Vfmcrcmcrmvrvmpeeezs???電子的自旋概念是微觀物理學(xué)最重要的概念 類似電子軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量和其 所對(duì)應(yīng)的 軌道磁矩 .,2,1,0)。21。例如 n=4， 4d的雙層間隔小于 4p的，而 4f的又小于 4d的。 ? 至于雙層 d能級(jí)中的較高一級(jí)為什么沒有躍遷到雙層 p能級(jí)的較低一級(jí)，這在后面要說明。但現(xiàn)在只出現(xiàn)三成分，從這三成分的間隔情況可推得是前圖所示的躍遷結(jié)果。 從第二輔 （ 銳 ） 線系的情況已推得 s能級(jí)是單層的 ， 最低 p能級(jí)是雙層的 ， 那么是否就可以推想所有 p能級(jí)都是雙層的 ， 而且這雙層的間隔隨量子數(shù) n的增加而逐漸縮小 ， 這個(gè)推論完全符合主線系的情況 。 所以這線系每條雖有三個(gè)成分 ， 線系限卻只有兩個(gè) 。 從上圖可以看到 ， 主線系 每條線中的兩個(gè)成分的間隔隨著波數(shù)的增加而逐漸縮小 ， 最后二成分并入一個(gè)線系限 。 ）就是它的主線系第一條線 ， 這是由波長為 5890 197。 堿金屬原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu) 對(duì)于堿金屬原子的光譜 ， 當(dāng)用高分辨率光譜儀進(jìn)行觀察時(shí) ， 發(fā)現(xiàn)每一條光譜線不是簡單的一條線 ， 而是由二條或三條線組成的 ， 這稱作 光譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu) 。/)(********nZnn1ZZnnnZnRnRZnRZnRnRT2222222n????????????????????????????有 效 量 子 數(shù) 量子數(shù)虧損 有效電荷數(shù) 屏蔽系數(shù) 貫穿軌道只能發(fā)生在偏心率大的軌道 ， 所以它的 值一定是較小的 ， 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看出 ， 堿金屬的有些能級(jí)離相應(yīng)的氫原子能級(jí)較遠(yuǎn) ， 這些能級(jí)的軌道必定是貫穿的 ， 一定較小 。 在貫穿軌道上運(yùn)動(dòng)的電子有一部分時(shí)間處在 Z*=1的電場(chǎng)中 ， 另一部分時(shí)間處在 Z*1。 電子處在不穿入原子實(shí)的軌道時(shí) ， 它基本上是在原子實(shí)的庫侖場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) ， 原子實(shí)對(duì)外的作用好像是帶單位正電荷的球體 ， 對(duì)在它外邊的電子 ， 有效電荷數(shù) Z*等于 1， 所以能級(jí)近似氫能級(jí) ， 原子實(shí)的極化使能級(jí)下移 ， 但不很多 。相反 ， 圓形軌道或是偏心率不大的橢圓軌道上的電子 離原子實(shí)比較遠(yuǎn) ， 引起極化弱 ， 所以對(duì)能量影響也小 。 于是負(fù)電的中心不再在原子核上 ， 形成一個(gè)電偶極子 —— 這就是 原子實(shí)的極化 。 這兩種情況都影響原子的能量 。 同理 ， 鈉原子中原子實(shí)的 10個(gè)電子占了 n=1和 n=2的軌道 ， 價(jià)電子的軌道只能從 n=3開始 。 價(jià)電子在較大的軌道上運(yùn)動(dòng) ， 同原子實(shí)之間的結(jié)合很弱 ， 容易脫離 。 在這些組合中有一個(gè)共同點(diǎn) ， 就是在一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)之外 ， 多余一個(gè)電子 。 . 原子實(shí)極化和軌道貫穿 堿金屬原子的光譜可以用類似氫原子的公式表示 。 1）。主要特征歸結(jié)為如下四條： A、四組譜線（每一組的初始位置是不同的，即表明有四套動(dòng)項(xiàng)）。 654nn R3 R 2f2d ????? ???? ? ? ? ?? ,。從這數(shù)值算出的 n*等于 ，從 ，是同第二輔線系的第二光譜項(xiàng)同類的，所以把它列在那一類，成為其中數(shù)值最大的。 ? 在這些光譜線系的研究中還可以發(fā)現(xiàn)每一個(gè)線系的線系限的波數(shù)恰好是另一個(gè)線系的第二譜項(xiàng)值中最大的。 對(duì)于鋰 ， 從主線系 、 第一輔線系和柏格曼線系的數(shù)據(jù)可以看出 ， n*都比 n略小或相等 (個(gè)別的 n* 略大于 n* ，是由于其他原因 ， 不在這里考慮 )， 所以 n*可以寫成 n減去一個(gè)數(shù)值 ， 也就是 n*＝ n△ ， △ 就是兩表中最后一列的數(shù)值 （ 稱為量子數(shù)虧損 ） 。式中右邊第二項(xiàng)的數(shù)值就可以求出。 當(dāng) n* 無限大時(shí) ， ， 所以 是線系限的波數(shù) 。 每一個(gè)堿金屬元素的光譜還不止上述幾個(gè)線系 ， 這些是比較容易觀察到的 ， 因而是較早發(fā)現(xiàn)的 。從圖我們可以想象攝得的光譜相片上的形象。 第二輔線系的第一條線在紅外 。 一般觀察到的 四個(gè)線系 稱為 主線系 、 第一輔線系 （ 又稱漫線系 ） 、 第二輔線系 (又稱銳線系 )和 柏格曼線系 (又稱基線系 )。從核外只有一個(gè)電子 這個(gè)角度看，顯然類氫離子優(yōu)于堿金 屬原子，但從最外層那個(gè)電子所感受 到的那個(gè)“ 原子實(shí) ”的作用來說，堿金 屬原子中原子實(shí)的凈電荷 Z是 1，在這 一點(diǎn)上又優(yōu)于類氫離子。 氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)與 L位移 玻爾理論已經(jīng)成功討論和解釋了氫原子和類氫離子的結(jié)構(gòu)和光譜，這里要討論的是另一類與氫原子類似結(jié)構(gòu)的原子—— 堿金屬原子 ， 包括鋰 Li、鈉 Na、鉀 K、銣 Rb、銫 Cs和鈁Fr，原子序數(shù)分別為 1 1 3 55和 87。 原子實(shí)的極化和軌道的貫穿 167。 堿金屬原子的光譜 167。 單電子輻射躍遷的選擇定則 167。對(duì)與氫原子類似結(jié)構(gòu)的兩大類原子來說，在誰更像氫原子的問題上各有所長。 光譜線也明顯地構(gòu)成幾個(gè)線系 。 第一輔線系在可見部分 。從譜線的粗細(xì)和強(qiáng)弱并參考它們的間隔，可以把屬于不同線系的譜線分辨出來。而鋰的主線系第一條線是紅色的 。R是里德伯常數(shù) 。把每一條譜線的波數(shù) 代入上式。 ???n??A 鈉的光譜項(xiàng)值、有效量子數(shù)、量子數(shù)虧損 電子態(tài) n = 3 4 5 6 7 8 Δ 第二輔線系 s, ? =0 T n* 主線系 p ,? =1 T n* 17 1 1 181 .9 4152. 9 第一輔線系 d,? =2 T n* 441 柏格曼線系 f,? =3 T n* 1 氫 T B 鋰的光譜項(xiàng)值、有效量子數(shù)、量子數(shù)虧損 電子態(tài) n = 2 3 4 5 6 7 Δ 第二輔線系 s, ? =0 T n* 主線系 p ,? =1 T n* 第一輔線系 d,? =2 T n* 柏格曼線系 f,? =3 T n* 氫 T 68 548 表中的有效量子數(shù) n*有些很接近整數(shù) ， 有些離整數(shù)遠(yuǎn)一