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1、第一部分原子物理简介1、原子态符号、L-S耦合、j-j耦合原子的原子态常用2s+1Lj＝2Lj表示。因电子自旋量子数s＝1/2，所以2s+1=2表示原子态，总角量子数j=l+s,l+s-1,……︱l-s︱；s=1/2为什么S态不分裂，P、D、F等态分裂为两层？（仅为个人理解）对于S态，总角量子数j只能取一个1/2;而对于P、D、F等态j可分别取3/2,1/2;5/2,3/2;7/2,5/2。所以S态不分裂，而P、D、F等态分裂为两层L-S耦合：(s1s2…)(l1l2…)=(SL)＝Ｊ由于S有两个值：0和1，所以对应于每一个不为零的L值，J值有两组：一组是当S=0时，J=L；另一组是
2、当S=1时，J=L+1，L，L-1。求3p4p电子组态的原子态s1=1/2,s2=1/2,S=1,0;l1=1,l2=1,L=2,1,0;所以原子态为L=012S=0(1S0)1P1(1D2)S=13S1(3P2,1,0)3D3,2,1洪特定则每个原子态对应一定的能级。由多电子组态形成的原子态对应的能级结构顺序有两条规律可循：1.从同一电子组态形成的诸能级中，（1）那重数最高的，亦即S值最大的能级位置最低；（2）从同一电子组态形成的，具有相同S值的能级中那些具有最大L值的位置最低。2.对于同科电子，即同nl，不同J值的诸能级顺序是：（1）当同科电子数≤闭合壳层电子占有数一半时，以最小
3、J值（
4、L－S
5、）的能级为最低，称正常序。（2）同科电子数>闭层占有数之一半时，以最大J（＝L+S）的能级为最低，称倒转序。铍4Be基态电子组态：1s22s2形成1S0激发态电子组态：2s3p形成1P1，3P2，1，0（会画能级图）求一个P电子和一个d电子（n1pn2d)可能形成的原子态j-j耦合：(s1l1)(s2l2)…=（j1j2…）＝Ｊ例题:电子组态nsnp，在j-j耦合情况下，求可能的原子态。解：两个电子系统电子组态为nsnp：s1=1/2,l1=0；s2=1/2,l2=1所以j1=1/2,j2=1/2,3/2。11j2=1/2,3/2j1=1/2(1/2,1/2)1,0,
6、(1/2,3/2)2,1与L-S耦合的原子态1P1,3P2，1，0对比，两种耦合态的J值同，状态的数目相同。可见原子态的数目完全由电子组态决定。同一电子组态在j-j耦合和在L-S耦合中形成的原子组态的数目是相同的,而且代表原子态的J值也是相同的,所不同的是能级间隔,这反映几个相互作用强弱对比不同。j-j耦合一般出现在高激发态和较重的原子中。泡利不相容原理：原子中每个状态只能容纳一个电子，换言之原子中不可能有两个以上的电子占据四个量子数(n,l,ml,ms)相同的态。原子中各电子在nl壳层的排布称电子组态。如：双电子的氦的基态电子组态是1s1s。nl相同的电子组态称同科电子组态原子基态
7、指原子能级最低的状态。从基态电子组态确定的原子态中，按照洪德定则，找出能级最低的状态。就是原子的基态。例23V钒的基态电子组态1s22s22p63s23p64s23d3md=-2-1012∑ml=3，∑ms=3/2,Mj=3/2；令L=3，S=3/2,J=3/2,所以基态为4F3/2例26Fe的基态电子组态1s22s22p63s23p64s23d６md=-2-1012∑ml=2，∑ms=2,Mj=4；令L=2，S=2,J=4,所以，基态为5D4（1）简要解释下列概念：泡利不相容原理、洪特定则.（2）L-S耦合的某原子的激发态电子组态是2p3p，可能形成哪些原子态？若相应的能级顺序符合
8、一般规律，应如何排列？（3）理论说明氦原子1s2p组态内1P和3P项能量差的物理成因。汞原子有两个价电子,基态电子组态为6s6s若其中一个电子被激发到7s态（中间有6p态）由此形成的激发态向低能级跃迁时有多少种可能的光谱跃迁？画出能级跃迁图。单电子原子总磁矩（有效磁矩）朗德因子当s=0，l≠0时，g=gl=1；当l=0，g≠0时，g=gs=2多电子原子的磁矩（1）L-S耦合11磁矩即由同一能级分裂出来的诸磁能级的间隔都相等,但从不同的能级分裂出来的磁能级的间隔彼此不一定相等，因为g因子不同。1、利用LS耦合、泡利原理和洪特定则来确定碳Z=6、氮Z=7的原子基态。（1）写出碳原子和氮原
9、子基态时的电子排布式。（2）写出碳原子和氮原子的基态原子态符号。（3）计算氮原子基态时的磁矩。2、碳原子的基态组态是1s22s22p2，激发态组态是1s22s22p13p1，假设遵循L-S耦合，①写出两个电子组态形成的可能的光谱项（原子态）；②按洪特定则决定能级次序，在同一图内画出能级草图第二部分、X射线衍射布拉格方程2dsinq=nl立方晶系正方晶系斜方晶系结构因子§系统消光有点阵消光与结构消光两类。§点阵消光取决于晶胞中原子(阵点)位置而导致的
10、F
11、2
