原子物理学课件第4-5章.pptVIP

相对论效应：电子自旋作用：讨论：1）碱金属原子实极和轨道贯穿效应碱金属中相对论效应可以忽略能量的主要部分：能量的一般公式：双层结构01讨论：03精细结构部分与成正比，因此碱金属精细结构较氢原子明显02氢原子不同L相同j的能级是简并的，碱金属情况相反04精细结构能量变化随n，l，j的增大而减小波尔S能级D能级氢原子能级的精细结构P能级3巴耳末系：n至2能级21赖曼系：n至1能级双线结构由选择定则2.氢原子光谱精细结构的观察logo巴尔末系的第一线精细结构双线结构的波数差理论值与实验值有0.010cm－1的差别第四章碱金属原子011碱金属的光谱实验规律02有四个线系，注意其规律。03光谱规律：1）04注意：n*---有效量子数05测得----n2*略小于n206n2*=n2-Δ07规律2）每个线系的线系限的波数是另一个线系的第二项值最大的一个线系限相同Li光谱跃迁图H原子Li原子主线系辅I系辅II系共振线5SH原子锂原子碱金属能级图§2原子实的极化与贯穿一.碱金属结构原子实—碱金属原子除去1价电子剩下的正离子部分。比较有效负电荷H1碱金属+Z*二、原子实的极化与贯穿理论极化轨道越扁,极化/贯穿越显著。极化\贯穿使Z*增大。Z*1贯穿类H+Z原子实有效正电荷结果——原子实+1价电子----价电子使原子实负电中心偏移----价电子轨道穿入原子实.三.碱金属的能级公式---极化贯穿对原子总能的影响无极化,贯穿有极化,贯穿结论?贯穿极化使总能量下降。E与n、l有关.E关于l的简并解除，不同轨道,E不同。碱金属的波数理论公式及极化贯穿对光谱的影响01无极化贯穿时02有极化贯穿时03-—与实验完全一致04五、遗留问题1、ss;pp;ddfs;fP;ds2、碱金属的精细结构----预示了能级有分裂??`二辅系双线间隔不变，直至线系限规律：1）主线系两成分间隔随波数增加而减小二辅系一辅系由三线构成，波数较小的两线间隔减小321主线系一辅系4.3碱金属原子光谱的精细结构谱线精细结构反映了能级情况主线系二辅系4321p能级为双层能级，s能级为单层能级一辅系所有p能级都是双层，间隔随n的增加而减小所有d能级都是双层，间隔随n的增加而减小结论：结论：1）碱金属的s能级是单层，其余能级为双层2）同一L值，双层能级间隔随n的增大而减小3）同一n值，L值越大，双层能级间隔越小4324作业：P143—1;3;4;补充：画Na能级图答案：1—1.85V、5.38V.3---?S=2.23、?P=1.84---2760.7?、3306.2?、7922.9?、7141.8?01030201作业：P143—5;02补充：画出Na能级图、主线系跃迁，并03计算Na共振线5893的光谱波数裂距04（考虑自旋）01第三节电子的自旋02电子的自旋假设（1925年乌楞贝克）03假设根据之一：史特恩—盖拉赫实验04应得一束Ag原子05实验结果：两束Ag06则：μ=μl+μ自旋07理论分析08(Z=46+1)09推断：自旋自旋假设（近似）自旋磁量子数：ms=+1/2、-1/2。自旋角量子数：S（因有2S+1=2取向）=1/2固有的量子的结果乌楞贝克结果比较..二.自旋对电子总能量的影响——精细结构的研究自旋与轨道的相互作用：1.以电子为参考系,核绕电子转,在电子处产生电磁学理论：2.与的相互作用产生的附加能原子总能量：无自旋有自旋时的附加能三.碱金属原子的总角动量—自旋的影响运动状态用角动量描述乌楞贝克理论轨道角动量自旋角动量总角动量量子结论四、自旋附加能、的定量运算Z*ev式中各量：r01修正上式02?考虑相对论的结果：加修正量1