原子物理学经典实验课件.pptx

一、α粒子散射实验--汤姆孙模型的实验检验;二、光电效应实验;2、经典理论的困惑;3、量子解释-爱因斯坦方程;量子解释;三、弗兰克-赫兹实验;2、弗兰克-赫兹实验(1914);;3、改进的弗兰克-赫兹实验(1920);实验结果显示出汞原子内存在一系列的分立能级。 ;四、戴维孙-革末电子衍射实验（1927）;对照右图，入射电子束与晶面之间的夹角为90°-θ/2，晶面间距为asin θ/2，布拉格公式为，;将电子波长值代入布拉格公式 得，;五、电子双缝干涉实验;对比(a)和(b)，我们可以清楚的看出经典波和经典粒子是两个截然不同的概念，波能够呈现出干涉和衍射现象，而干涉和衍射的本质在于波的相干叠加性。;电子双缝干涉不同于经典波的地方;;电子通过狭缝的探测;始终只有一个光探测器给出讯号，同时屏幕上干涉图样消失，呈现的仅仅是类似子弹扫射的结果； 若关闭光源P1和P2，干涉图案很快恢复； 不同条件、不同方式下反复多次实验表明，“观察效应使干涉消失”在原则上是无法避免的； 换用波长较长的探测光源P1和P2进行实验，使光波波长超过两缝间距，干涉图案照样存在。;;规则三：两个独立的微观粒子组成一个量子体系，每个粒子都有从各自初态到末态的运动，对应的概率幅分别为 和 ，则体系的概率幅等于单个粒子的概率幅之乘积，即;;“观察效应”的物理解释;六、 史特恩-盖拉赫实验;Stern和Gerlach最初用Ag 原子做实验，后来改用H原子，不管是Ag原子还是H原子，都有如下的实验现象发生：;二、定量分析;按照能量均分定理， ，代入上式得：;实验结论：史特恩-盖拉赫实验有力的证明了原子在磁场中的取向是量子化的！！;二、史特恩-盖拉赫实验的进一步解释;证明空间量子化的正确 电子自旋假设的正确;七、碱金属光谱的精细结构;最终的结论就是P(l=1)态分裂，而S(l=0)态不分裂，这完全符合由乌仑贝克和谷兹米提出的电子自旋的假设。;先算电子周期性轨道运动在自身处产生的磁场;计算电子自旋磁矩 和内磁场相互作用能U.;;;能级分裂是因为j的取值有两个，即 ，分裂的能级差为;;一、Na黄线在外磁场中的分裂;2、Na原子外??场中的能级;计入原子内部的自旋轨道耦合;;下面具体计算Na黄双线中涉及到的三个能级 在磁场中的分裂情况。;mj;二、塞曼效应、谱线公式;;2、正常塞曼效应;例题：讨论镉原子的643.847nm的谱线(1D2→1P1)在外磁场B(沿z方向)下的分裂情况。;MJ;十、X射线的衍射(X-ray diffraction, XRD);;德拜粉末法;