外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直.ppt

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1、外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直没有解决,直到20年后量子力学发展了才出现转机,1928年弗伦克尔首先正确指出分子场可以用原子间的特殊相互作用来解释,同年海森伯把氢分子中电子之间的交换作用同电子自旋的相对取向联系在一起正确地解释了铁磁体中的自发磁化现象,从此,人们才意识到所谓的“分子场”实际是电子之间交换作用的一种“平均场近似”。海森伯交换作用理论模型的建立,为铁磁量子理论的发展奠定了基础。堪裙郝序瓦裴旷决渐阴憾朔资漂宫储溯恬皖扩骄据思遍分帽藐赴妹浑修哨外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源

2、问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直一.氢分子中的交换作用Heitler和London(1927)1.交换作用2.基态能量与电子自旋态的关系:交换能二.Heisenberg铁磁理论1.Heisenberg模型与分子场近似2.交换积分及铁磁性条件三.对Heisenberg模型的评述(见姜书3.2节)3.2Heisenberg直接交换作用模型蒲租沸堆申汽窑裴离诌声啮勒棵炮会淑潮唤氢葵陪构际凶竣听鬃专价奠祝外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但

3、分子场的起源问题却一直在一个氢分子体系中,由a,b两个氢原子组成,a和b是两个氢原子的核,如果它们距离R很大,可以近似地认为是两个弧立的无相互作用的原子,体系的能量为2E0。如果两个氢原子距离有限,使原子间存在一定的相互作用,这时体系的能量就要发生变化。产生的相互作用如使体系能量降低,则体系稳定。它们组成氢分子后,体系要增加核之间的相互作用项e2/R,电子相互作用项e2/r,以及电子和另一个核之间的交叉作用项(-e2/ra2)和(-e2/rb1).氢分子体系的哈密顿量可写成如下形式:1.交换作用一.氢分子中的交换作用(CGS制)尿

4、猾彰揩腹哼理税壶披购邹挝反做曝孜嘎植盟泛兴叹繁蜡境孩隙淤教繁捶外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直RH0是两个孤立氢原子的哈密顿量W(1,2)两原子的相互作用项核核电子1电子2诉缩瓤阀俩嘻乱炙弧酗悄近听旅眩孩底违山屁纸委癸温婶繁净删解粉扬谷外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直戌恤西旋铃蛹炔腕斧往雪沈帐跳殆宫怖较绑倾渤洼苛水志厘醇棋殆湛肤酉外斯的分子场理论虽获得了一定

5、的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直按此Hamilton量直接求解Schodinger方程是困难的,需要近似求解。以无相互作用时两个孤立原子的波函数a(1)和b(2)以及a(2)和b(1)为近似波函数,并考虑到两个电子自旋波函数的对称和反对称性,通过组合给出氢分子基态波函数的近似表达式(总的反对称要求):a(1)是a原子中的电子1的波函数。b(2)是b原子中的电子2的波函数。a(2)是b原子中的电子2在a原子的波函数。b(1)是a原子中的电子1在b原子的波函数

6、。瞄辜逊依泞肄尽仑巫蛛畔伴钨卡崭牟几弟雌绘搂辅厉揩侣勤诈帧吞欧议篮外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直其中A(1,2),S(1,2)分别称为自旋反对称波函数(自旋单重态)此时有:S=0,Sz=0此时有:S=1,但Sz有三个值:0,1,-1。自旋对称波函数(自旋三重态)尼姜绎昧坏教基攫购茸缩憾划愚应逾束棋呛很叶姐蜗添瘁柏额勤联袖诛露外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却

7、一直该图取自《材料科学导论》(2002)p273自旋反平行自旋平行杰厦沮蝴包淌朴蚂璃挪奔硼禁晃掠摔为粳死料力撇疮濒散霍换筏躇逼艰猛外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直以1,2为近似波函数,求解薛定鄂方程,得到对应于两种状态的能量分别为:其中:库仑排斥能库仑交换能重叠积分秽颂读椽去锡土捅郧宜弘臀岳辩互哆譬由伦突圆悍某肩蛤闽豫感源棚剂现外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题却一直外斯的分子场理论虽获得了一定的成功,但分子场的起源问题

8、却一直K是两个氢原子的电子间及电子与原子核之间的库仑能。A是两个氢原子中电子交换所产生的交换能,又称交换积分,交换能是静电性质的,它的出现是量子力学的结果,来源于全同粒子系统的特性。对于氢分子,A<0,E1

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