原子物理复习08016.ppt

二、碱金属光谱精细结构的原子态跃迁 主线系 锐线系 （第二辅线系） 漫线系 （第一辅线系） 基线系 （柏格曼系） 双线结构 三线结构 2P1/2 2P3/2 2S1/2 2P1/2 2P3/2 2S1/2 双线结构 三线结构 2P1/2 2P3/2 2D3/2 2D5/2 2D3/2 2D5/2 2F5/2 2F7/2 氢原子精细结构能级能量 第五章 多电子原子 氦及周期系第二族元素的光谱和能级 光谱具相仿的结构，两套光谱线系， 两套能级：单层、三层结构 氦的光谱和能级 基态： 　　两个亚稳态：　 倒转次序 激发态的形成： 基态 1s1s；激发态：一个电子留在1s，另一个电子 被激发。 例如：1s2s，1s2p，1s3d 激发态的形成： 基态 3s3s；激发态：一个电子留在3s，另一个电子被激发。 例如：3s3p, 3s4s，3s3d 镁原子光谱和能级 正常次序 LS耦合 强 弱 jj耦合 弱 强 LS耦合下的洪特定则 由同一电子组态通过LS耦合形成的原子态对应的能级结构顺序遵循洪特定则。 洪特定则： 从同一电子组态形成的能级中， （1）那重数最高的，亦即S值最大的能级位置最低； （2）重数相同即具有相同S值的能级中那些具有最大L值 的位置最低。 朗德间隔定则 在L-S耦合的某多重态能级结构中，能级的二相邻间隔同有关的二J值中 较大的值成正比。 n和l 相同的电子称同科电子。 同科电子由于全同粒子的不可区分和不相容原理限制， 同科电子L-S耦合形成的原子态比非同科而有相同l值的 电子形成的原子态少。 写出两个同科电子的原子态有一种简单的方法，从非同科电子的诸原子态中挑选出L+S为偶数的态就是同科电子对应的原子态------偶数定则。 电子组态形成封闭壳层结构时，L=0,S=0,J=0。（原子实正是这样）。由此l=1的p子壳层中的np1和np5 ； np2和np4具有相同的角动量大小（方向相反），因而有相同的原子态。. 任何原子的状态，基态和激发态 ，可以看作一次电离离子加上一个电子形成的，而一次电离离子的状态又同周期表顺序前一个元素的状态相似，所以由前一元素的状态可以推断后继元素的状态，可以按照二电子体系推求状态的法则进行。 三个或三个以上价电子的原子态的推导 1、洪特定则和朗德间隔定则对多电子原子也适用。 2、能级次序：由一个次壳层满额半数以上的电子 （但还没满）构成的能级一般具有倒转次序（J值 大的能级低）；小于满额半数的电子构成的能级 一般具有正常次序（J值小的能级低）。 （0 0除外） j-j耦合跃迁选择定则: L-S耦合跃迁选择定则: （0 0除外） 或对换 跃迁只能发生在不同宇称状态之间，即从偶性宇称到奇性宇称或反之。 第六章 在磁场中的原子 多电子原子的磁矩 是最后一个电子的, 是(n-1)个电子集体的 。 （1）L-S耦合 （2）Jj耦合 原子受磁场作用的附加能量 在外磁场中，原子的能级分裂为2J+1个，能级间距为 其中，洛仑兹单位 光谱项差： 史特恩-盖拉赫实验 第二章中，原子受不均匀磁场作用而产生的横向移动为： 史特恩－盖拉赫实验证明了: 1.角动量空间量子化行为 2.电子自旋假设是正确的，而且自旋量子数s＝1/2。 3.电子自旋磁矩为 顺磁性原子：具有磁矩的原子。 塞曼效应的观察 1896年，荷兰物理学家塞曼（P.Zeeman)发现：当光源放在足够强的 磁场中时，所发光谱的每一条谱线都会分裂成几条，且分裂后的谱线 都是偏振的。这种现象称为塞曼效应。 正常塞曼效应：一条谱线在外磁场中分裂为等间隔的三条谱线， 相邻两条谱线的波数差为一个洛伦兹单位L。 产生 线 产生?线(但 时 除外) 波数差： 2、塞曼跃迁选择定则 凡是总磁矩等于零的原子或分子都表现为抗磁性。 凡是总磁矩不等于零的原子或分子都表现为顺磁性。 某些物质，如铁、钴、镍和某些稀土元素以及好多种氧化物，在外磁场中磁化后，显示出比顺磁性强得多的磁性，且去掉磁场后缓保留磁性，这种现象称铁磁性。磁畴沿磁场方向有序排列显示强磁性。 第七章 原子的壳层结构 按原子序数排列 元素周期表 次壳层最多容纳电子数 主壳层最多容纳电子数 代表轨道在空间的可能取向，或轨道角动量在某一特殊方向（例如磁场方向的分 量（量子力学中代表电子云的伸