原子物理学总结乙型.ppt

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1、原子物理学总结（乙型）,物理实验物理模型基本原理基本方法,原子物理的总体印象,原子具有核式结构,电子在中心力场或近似中心力场中运动库仑势能仅与距离有关中心力场中原子的能量包括动能势能，仅与距离有关（n）球谐函数是角动量的本征函数电子的角动量可以确定（l,ml）自旋（s,ms）产生磁相互作用中心力场中总角动量（j）守恒原子跃迁电磁辐射光谱项的组合法则电荷的角动量产生磁矩，外磁场中角动量不再守恒磁场中能级进一步分裂,原子物理学的特点,原子物理属于量子理论的范畴量子力学（包括相对论量子力学与量子场论）追求理论体系的完备，与经典物理泾渭分明原子物理的目标是解决问题讲求实用不排斥经典物理的图像,物理实验

2、,Rutherford的粒子散射实验：证实了原子的核式结构FrankHertz实验：证实了原子内部分立能级的存在DavisionGermer实验：证实了电子的波动性Compton散射实验：证实了光的粒子性SternGerlach实验：证实了磁场中原子角动量空间取向的量子性Zeeman效应、顺磁共振实验、核磁共振实验：证实了磁场中原子能级的分裂,Rutherford原子模型,微分散射截面的物理意义实验上可验证的公式：小角散射误差的原因,Bohr氢原子模型,氢原子的光谱线系即光谱线的组合法则Rydberg方程 光谱项：Bohr模型的三个基本假设：1、定态条件（分立轨道假设）；2、频率条件；3、角动

3、量量子化假设,Bohr氢原子模型,由Bohr模型获得电子轨道：原子能级：Rydberg常数：在质心系中,Bohr氢原子模型,类氢离子的光谱线系 半整数光谱线，谱线的蓝移。第一激发电势：基态跃迁到第一激发态电离电势：基态原子一个电子被电离,量子力学初步,Compton散射：Compton波长:波粒二象性：de Broglie的物质波 由波粒二象性获得：束缚粒子（驻波）的量子态；不确定关系Schrdinger方程的含义、力学量的算符、力学量的平均值Hamilton方程的本征值、本征函数氢原子的量子力学解：角动量及其量子数n，l，ml的意义,单电子原子的能级和光谱,碱金属原子的能级和光谱线系电子轨道

4、运动的磁矩：Bohr磁子电子的自旋：角动量自旋磁矩：相关的量子数,单电子原子的能级和光谱,自旋轨道相互作用：总角动量及其量子数：原子态的符号表示：辐射跃迁的选择定则：精细结构常数的含义:1/137,多电子原子,氦原子的光谱与能级：单重态和三重态电子组态价电子的耦合（包括多个价电子的耦合）：角动量的耦合，LS耦合原子态：电偶极辐射跃迁的选择定则,多电子原子,Hund规则（包括对于同科电子的附加定则）（1）L相同的能级，S大的能级位置较低；（2）S相同的能级中，L大的能级位置较低（3）次壳层的电子数小于半满时，J最小的能量最低。正常次序 次壳层的电子数大于半满时，J最大的能量最低。倒转次序,多电子

5、原子,Land间隔定则：在多重态中，一对相邻的能级之间的间隔与有关的两个J之中较大的那个值成正比,多电子原子,全同粒子的交换对称性与交换反对称性Pauli原理：不能有两个电子处于同样的状态；或者，电子的波函数是交换反对称性的等效电子：n，l相同的电子称作等效电子，或同科电子；同科电子形成原子态时，必须考虑Pauli原理的限制,多电子原子,复杂原子的能级与光谱：位移率，多重性的交替律原子的壳层结构：壳层与支（次）壳层，各个量子数的物理意义由原子的壳层结构确定原子的基态：1、S取最大值；2、L取最大值；3、按Hund定则判定J值。,磁场中的原子,原子的磁矩：电子的轨道磁矩、自旋磁矩，原子的有效总磁矩Land g因子：单电子原子 LS耦合,磁场中的原子,外磁场中原子能级的分裂顺磁共振：可以测量Land g因子,磁场中的原子,Zeeman效应光谱线的移动：Lorentz单位 选择定则：能级与跃迁图Grotrain图,X射线,X射线的产生：连续谱，轫致辐射：标识谱，内壳层电子跃迁Moseley定律,X射线,壳层和谱线的标记n=1，2，3，4，5，K，L，M，N，O，电离态的能级图辐射跃迁的选择定则：，X射线的吸收：特征吸收，即吸收边（限）,