wy_l原子中的电子素材.ppt

⒋光学谐振腔(optical cavity) ——一对平行的反射镜，镜面与激活介质的轴线垂直. 激活介质 全反射镜 部分反射镜 激励能源 激光输出 ⑴维持振荡 沿轴向传播的光，可在腔内来回反射，不断放大，而沿其它方向传播的光很快逸出. ⑶提高激光的单色性 光在腔内来回反射, 产生多光束干涉, 结果, 只有半波长的整数倍等于腔长的光才会在腔内存在. 作用： ⑵提高激光的方向性 Notes: ①谐振腔的阈值条件(threshold condition) ——增益大于损耗 即光在腔内来回一次所得到的放大(称为增益)，超过同一过程中光的损耗(吸收、散射等) . ②若在谐振腔内加上一对布儒斯特窗，可得到偏振性极好的线偏振光. e.g. 外腔式He-Ne激光器 粒子数布居反转＋谐振腔 ? 激光 电 源 He, Ne 布儒斯特窗 100%反射 99%反射 1%透射 激励能源＋激活介质 ? 粒子数布居反转 综上： 激光器类型(按工作物质划分)： 气体激光器(He-Ne, Ar+, CO2, 准分子等) 液体激光器(染料) 固体激光器(红宝石，钇铝石榴石(YAG)等) 半导体激光器(GaAs) 激光波长: 10-3~10-12 m 可调谐激光器(tunable laser) ——波长可连续调节 ⒌激光器 主要组成部分：激励能源、工作物质、谐振腔 1925年，G.E.Uhlenbeck 和 S.A.Goudsmit解释： 电子有自旋运动 ?自旋角动量(只有两种取向) ?自旋磁矩(也只有两种取向) ?两条条纹 1928年，狄拉克(P.A.M.Dirac)从理论上导出电子具有自旋的结论. ⒉自旋角动量 量子力学结果： 自旋量子数 ① ② 在空间任一方向(Z轴)的分量： 自旋磁量子数 Z +?/2 -?/2 物理意义： 电子的自旋角动量也是空间量子化的. n——主量子数 (n=1,2,3,? ?) 可大体确定电子的能量 l ——轨道量子数 (l =0,1,2, ? , n-1) 可确定电子的轨道角动量大小，对电子的能量也稍有影响 ml ——轨道磁量子数 (ml=0,?1,?2, ? , ?l ) ms——自旋磁量子数 (ms=?1/2) 可确定电子的轨道角动量在空间任一方向(z)的分量 可确定电子的自旋角动量在空间任一方向(z)的分量 ⒊ 原子中电子的四个量子数 [例12-3] 原子内电子的量子态由n、l、ml、ms四个量子数表征，当n、l、ml一定时，不同量子态数目为?????? ；当n、l一定时，不同量子态数目为?????? ；当n一定时，不同量子态数目为??????. 解： ⑴当n、l 、ml一定时，ms可取两个不同的值. ⑵当n、l一定时，ml可取2l+1个不同的值, 且对于ml的每个值，ms可取两个不同的值. ? 2 ? 2(2l+1) ⑶当n一定时，l 可取n个不同的值, 且对于l 的每个值，ml和ms共可取2(2l+1)个不同的值. §12.4 多电子原子中电子的排布 (Arrangement of Electrons in Multielectron Atoms) 多电子原子，每个电子——(n , l , ml , ms), 电子组态？ ⒈两个基本原理 ⑴泡利(W.Pauli)不相容原理 ——在同一原子中不可能有两个电子处于相同的状态. ⑵能量最低原理 ——在基态原子中，电子总处于最低可能的能级. Note: 能级高低的判别： 通常，随着 n ?，则 E ?； 对同一n，若 l ? ，则 E ?； 对于Z18的原子，会有反常. ⒉ 壳层(shell)与次壳层(subshell) ⑴壳层 ——主量子数 n相同的所有状态的集合. 主量子数n 1 2 3 4 5 6 7 壳层符号 K L M N O P Q 可容电子数 2 8 18 32 50 72 98 角量子数 l 0 1 2 3 4 5 6 次壳层符号 s p d f g h i 可容电子数 2 6 10 14 18 22 26 电子对壳层的填充: 先填n较小的壳层，在同一n中，先填 l 较小的次壳层，但在不同壳层邻接处可能出现“反常”(See P.193~ 197). ⑵次壳层 ——同一壳层中轨道量子数 l 相同的状态的集合. 基态原子核外电子排布 1s 1 0 n Ze n = 1 n = 2 n = 3 L M K (2) (2) 3 210 3d3p3