原子物理第5章多電子原子-文庫吧資料
2025-01-19 14:42本頁面
【正文】 耦合 SL ???JJ ???。 對于一個價電子的情形， 在奇偶數(shù)之間變化即可。 定則 :電子的躍遷只能發(fā)生在不同宇稱的狀態(tài)間 ,只能是偶性到奇性 . 宇稱守恒定律 :孤立體系的宇稱不會從偶性變?yōu)槠嫘?,或做相反的改變 )(Laporte 不過我們知道，形成光譜的躍遷只發(fā)生在價電子上，躍遷前后內(nèi) 層電子的 值并不改變。多電子原子的情形下，一種電子組態(tài)對應(yīng)多種原子態(tài)。 JJ耦合一般出現(xiàn)在某些高激發(fā)態(tài)和較重的原子中 耦合和 耦合的關(guān)系 （ 1）元素周期表中，有些原子取 耦合方式，而另一些原子取 耦 合方式，還有的原子介于兩者之間； （ 2）同一電子組態(tài)，在 耦合和 耦合中，形成的原子態(tài)數(shù)目是相同的。 解： ? ? 仍有 12個態(tài) ， 且 值相同 。, lnln例 3： 原子中有兩個電子，當(dāng)它們處于 3p4d態(tài)時，原子有哪些可能的狀態(tài)。分別對應(yīng)于單層能級和三層能級；這就是氦的能級和光譜分為兩套的原因。 由此可見，在兩個價電子的情形下，對于給定的 l ，由于 s的不同，有四個 j,而 l的不同，也有一組 j， l的個數(shù)取決于 l1l2；可見，一種電子組態(tài)可以與多重原子態(tài)相對應(yīng)。 L? S?J?SLJ ??? ??J?一、不同電子組態(tài) 二、一種電子組態(tài)構(gòu)成不同原子態(tài) 2121 SSLLJ????? ????四種運動之間有六種相互作用： ),( 211 ssG ),( 212 llG ),( 113 slG),( 224 slG ),( 215 slG),( 126 slG),( 126 slG),( 215 slG一般來說， 、 比較弱，可以忽略。 在堿金屬原子中，我們曾討論過價電子的軌道與自旋的相互作用，在那里我們看到 與 合成總角動量 ， ；求得了 的可能值，就得到了能量的可能值 Enlj；在 兩 個 價電子的情形中，每一個價電子都有它自己的軌道 與自旋運動，因此情況比較復(fù)雜。對堿金屬原子，如果不考慮自旋，則電子態(tài)和原子態(tài)是一一對應(yīng)的，通常用 nl 表示電子態(tài)，也表示原子態(tài) 。 同一電子組態(tài)可以有多種不同的能量，即一種電子組態(tài)可以與多種原子態(tài)相對應(yīng)。而每一種能量的可能值都與一種原子態(tài)，即一個能級相對應(yīng)。一般來說，主量子數(shù)不同，引起的能量差異會更大，主量子數(shù)相同，角量子數(shù)不同，引起的能量差異相對較小一些。對于氦 ,兩 個 電子的主量子數(shù) n都大于 1，構(gòu)成高激發(fā)態(tài)，實驗上不容易觀測，它需要很高的能量激發(fā)。 角動量耦合和對 He光譜的解釋 電子的組態(tài) ：兩個價電子處在各種狀態(tài)的組合，稱電子組態(tài)。即原子實 +2個價電子。 能級和能級圖 什么原因使得氦原子的光譜分為兩套譜線呢？我們知道，原子光譜是原子在不同能級間躍遷產(chǎn)生的；根據(jù)氦光譜的上述特點，不難推 單層結(jié)構(gòu) : 1S,1P,1D,1F 仲 氦 測，其能級也分為兩套： 三層結(jié)構(gòu) : 3S ,3P,3D,3F正 氦 3．能級和能級圖的特點 1）能級分為兩套，單層和三層能級間沒有躍遷；氦的基態(tài)是 1s1s1S0； 2）狀態(tài) 1s1s3S1不存在，且基態(tài) 1s1s1S0和第一激發(fā)態(tài)1s1s3S1之間能差很大； 3） 所有的 3S1態(tài)都是單層的； 4） 1s2s1S0和 1s2s3S1是氦的兩個亞穩(wěn)態(tài)；（不能躍遷到更低能級的狀態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài) ,當(dāng)原子處在亞穩(wěn)態(tài)時，必須將其激發(fā)到更高能，方可脫離此態(tài)回到基態(tài)） 5）一種電子態(tài)對應(yīng)于多種原子態(tài)。 He原子的光譜和能級 一 、 光譜 分成主線系、第一輔線系、第二輔線系等，每個線系有兩套譜線。具體情況是：光譜 多線 漫 ,基線系由六條譜線構(gòu)成 nPmSv ??~ nSmPv ??~nDmPv ??~ nFmDv ??~ 氦原子的光譜由兩套譜線構(gòu)成， 一套是單層的，另一套是三層，這兩套能級之間沒有相互躍遷，它們各自內(nèi)部的躍遷便產(chǎn)生了兩套獨立的光譜，早先人們以為有兩種氦，把具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的氦稱為正氦，而產(chǎn)生單線光譜的稱為仲氦，現(xiàn)在認(rèn)識到只有一種氦，只是能級結(jié)構(gòu)分為兩套。 能級 1．譜線的特點 我們知道堿金屬原子的光譜分為四個線系： 主線系： 銳線系： 漫線系： 基線系： 實驗表明，氦原子的光譜也是由這些線系構(gòu)成的，與堿金屬原子光譜不同的是：氦原子光譜的上述四個線系都出現(xiàn)雙份，即兩個主線系，兩個銳線系等?？梢?,價電子在堿金屬原子中起了十分重要的作用，它幾乎演了一場獨角戲。弄清了光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)以及能級雙層結(jié)構(gòu)的根本原因 電子的自旋。1
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