北京化工大学普通物理学4-3原子中的电子.ppt

[例1] 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) l = 0, 1, 2, 3 主量子数n=4的量子态中，角量子数 l 的可能取值为 ；磁量子数ml的可能取值为 。 ml = 0, ?1, ?2, ?3 [思考] 自旋磁量子数mS的可能取值? [思考] 分别计算量子数n=2、l=1和n=2的电子的可能状态数。 例 试确定处于基态的氦原子中电子的量子数。 和 解：氦原子有两个电子。按题意，这两个电子处于1s态，即n=1。因而 ml=0。据泡利不相容原理，这两个电子的量子数不能完全相同，所以它们的自旋磁量子数分别为1/2和-1/2。因此，处于基态的氦原子中的两个电子的四个量子数分别为： 分别为：6和8 2 氩(Z=18)原子基态的电子组态是 (A) 1s22s83p8 (B) 1s22s22p63d8 (C) 1s22s22p63s23p6 (D) 1s22s22p63s23p43d2 答案： (C) 激光又名莱塞 （Laser），它的全名是： （Light amplification by stimulated emission of radiation） “辐射的受激发射光放大” 世界上第一台激光器诞生于1960年。 它们的基本原理都是基于1916年爱因斯坦 提出的受激辐射理论。 §3. 7 激光简介 一、 自发辐射 受激辐射 1 自发辐射 原子在没有外界干预的情况下,电子会由处于激发态的高能级E2自动跃迁到低能级E1, 这种跃迁称为自发跃迁.由自发跃迁而引起的光辐射称为自发辐射. . 发光前 . 。 发光后 自发辐射 2 光吸收 原子吸收外来光子能量 , 并从低能级 跃迁到高能级 , 且 ,这个过程称为光吸收. 吸收后 。 . 吸收前 . 受激吸收 3 受激辐射 由受激辐射得到的放大了的光是相干光,称之为激光. 原子中处于高能级E2的电子,会在外来光子(其频率恰好满足 )的诱发下向低能级E1跃迁, 并发出与外来光子一样特征的光子,这叫受激辐射. . . 。 发光前 发光后 受激辐射的光放大示意图 * 原子中的电子 第3章 §3.2 氢原子的量子力学处理 Δ§3.3 电子自旋与自旋轨道耦合 Δ §3.5 各种原子核外电子的排布 Δ §3.4 微观粒子的不可分辨性 泡利不相容原理 目 录 Δ §3.6 X射线 §3.7激光简介 §3.1 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 A即由此得来。 。 红 蓝 紫 6562.8? 4340.5? 4861.3? §3.1 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 一、氢原子光谱的实验规律 氢原子的可见光光谱： 。 ‥ 1853年瑞典人埃格斯特朗（A.J.Angstrom） 测得氢可见光光谱的红线， 到1885年， 观测到的氢原子光谱线已有14条。 1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律 1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式 波数 里德伯常量 莱曼系 紫外 巴尔末系 可见光 帕邢系 布拉开系 普丰德系 汉弗莱系 红外 赖曼系（紫外区） 巴耳末系(可见区) 帕邢系(红外区) 布喇开系 氢原子能级和能级跃迁图： -13.6eV -3.39eV -1.81eV -0.85eV En n 由能级算出的光谱线频率和实验结果完全一致。 1 2 6 ? 5 3 4 二、氢原子的玻尔理论 （一）经典核模型的困难 根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周运动，作加速运动的电子将不断向外辐射电磁波 . + 原子不断地向外辐射能量， 能量逐渐减小，电子绕核旋转的频率也逐渐改变，发射光谱应是连续谱； 由于原子总能量减小，电子 将逐渐的接近原子核而后相遇，原子不稳定 . + （二）玻尔的三个假设 （2）频率条件 电子从En跃迁到Ek时，发射或吸收光子， 光子的频率为: （1）定态假设 原子系统只能处在一系列不连续的能量状态，这些状态称为原子的稳定状态，相应的能量分别是E1、 E2、 E3、?（E1E2 E3?） （