原子物理总复习2010.ppt

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1、原子物理学总复习2010.12.31第一章原子的基本状态1.原子的基本情况原子半径数量级约10-10m,它的质量约10-27kg~10-25kg之间。核半径数量级约10-15~10-14m,但几乎占有全部原子质量，原子带有Ze的正电荷，通常核外有Z个带负电的电子绕核运动。2.汤姆逊原子模型遇到的困难及其与卢瑟福原子模型的建立。3.估计原子核的大小由能量守恒和角动量守恒可以得出α粒子散射对原子核半径估计的上限为：第二章原子的能级和辐射1.氢原子（类氢离子）的里德堡公式：其中R∞=10973732m-1当m=1,赖曼系，在紫外区当m=2,巴尔末系，在可见区当m=3,，4，5，分别是帕邢系，布喇开系

2、，和普丰特系，都在红外区可以总结出原子光谱的一般规律光谱是线状谱；谱线间有一定关系，形成一个个线系；每一谱线的波数都可以表示为两光谱项之差。2.玻尔理论：经典理论解释原子光谱遇到的困难：不能解释原子的稳定性和原子的线状谱玻尔理论的要点：两个基本假设和量子化条件：即定态条件，频率条件和角动量量子化条件。4.类氢离子的能级和半径能级：n=1,2,3,……光谱项：掌握能级跃迁图半径：5.夫兰克-赫兹实验得出什么结论？6.索末菲的电子椭圆轨道理论轨道形状：其中n=nr+nφ,对于一个n,共有n个轨道，这n个轨道的能级是简并的，nφ越小（l越小），轨道越扁，nφ=n对应一个圆轨道。7.斯特恩-盖拉赫实验

3、得出什么结论？实验结果与理论解释存在着何差异？第三章量子力学初步1.物质的波粒两象性i)德布罗意关系：实物粒子的能量：E=hν实物粒子的动量：ii)物质的波动性实验验证电子衍射实验(戴维孙-革末)iii)不确定关系及其物理实质它是粒子具有波粒两象性的反映。因此，我们对微观粒子的描述不用位置或动量来说明它的状态，而是说它处于某一位置的几率，即几率分布。2.波函数及其物理意义i)波函数:实物粒子的运动状态用波函数来描述ii)波函数的意义:波函数的平方表示在空间某点发现粒子的几率，称为几率波。在空间某一范围内发现粒子的几率为iii)波函数满足的标准条件:单值,连续,有限3.定态薛定谔方程对氢原子的应

4、用i)波函数和3个量子数的物理意义：波函数为：Rnl为径向波函数，Ylm为球谐函数。主量子数n=1，2，3,……粒子能量的主要部分由主量子数决定；角量子数l=0，1，2，…n-1,共有n个值，l决定角动量的大小；磁量子数m=-l,-l+1,……l-1,l,共有2l+1个值,m决定角动量在z轴上的投影。ii)本征值iii)电子被发现的几率原子内电子的运动不能用轨道描述,只能用波函数给出几率密度分布.径向几率分布:在半径为r和r+dr的球壳体积内发现电子出现的几率为:几率分布随角度的变化:由于径向波函数是归一化的,氢原子中电子在方向上单位立体角中出现的几率是:与φ无关,角分布保持对于z轴有旋转对称

5、性。第四章碱金属原子光谱和电子自旋碱金属原子的结构和光谱项碱金属原子的结构=原子实+1个价电子光谱项：其中n*=n-Δ2.碱金属原子的能级图和光谱公式参见课本上钠原子的能级图和相应的光谱公式注意：线系限的概念及其光谱项与能级的关系3.碱金属原子光谱的精细结构及其理论说明i)由分辨率高的仪器摄得的碱金属原子谱线的分裂推测能级的双层结构ii)原子的矢量模型iii)电子自旋与轨道的相互作用附加能量：其中，除s能级外都是双层的4.原子态符号和单电子的选择定则原子态符号：2+1lj单电子的选择定则:第五章多电子原子原子矢量模型的LS耦合i)两个电子的情况原子态的符号：2S+1LJii)三个电子或三个以上

6、电子的情况先将两个电子进行耦合，然后再与第三个电子耦合两个电子耦合：Lp,Sp,第三个电子：l,s则当Lp>l,有2l+1个L值；当Lp

7、谱线的波长,λ是原波长。L为洛伦兹单位(Be/4πmc)。上式还可以写成若g1=g2=1,为正常塞曼效应。当ΔM=0,产生π线（平行于磁场方向观察不到）；当ΔM=+–1,产生σ线本章要求掌握能级的分裂，塞曼效应的计算以及分裂后的能级跃迁图等。第七章原子的壳层结构电子填充过程中所遵循的两条原理能量最低原理和泡利不相容原理2.电子的壳层结构4个量子数n,l,ml,ms每个壳层能容纳的最大电子数通过电子