原子物理学总复习大纲

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1、原子物理学总复习大纲第一章原子模型纲要1．原子的大小和质量原子的线度r约在10-10米数量级.原子的质量使用原子质量单位u,1u为1个碳原子12C质量的1/12,1u=1.6605402×10-27千克.2．卢瑟福核式结构几种结构模型：汤姆逊枣糕模型（西瓜模型）、长冈半太郎土星模型、卢瑟福核式结构模型。卢瑟福核式结构模型：原子是由原子核和核外电子组成的,原子核带正电荷Ze,几乎集中了原子的全部质量,核外电子在核的库存仑场中绕核运动.与实验结果符合最好。　　原子核的线度r为10-14～10-15米的数量级.3.α粒子散射

2、理论（验证模型的理论）偏转角与瞄准距离的关系:或ctgθ/2=4πεоMv²/(2Ze²)b卢瑟福散射公式:原子核半径大小的估算公式:或第二章玻尔模型         纲要1．里德伯(J.R.Rydberg)方程:（1）氢、类氢离子的里德伯方程的波数表示形式（2）里德伯方程的光谱项表示形式=T(m)-T(n),（3）氢、类氢离子里德伯方程的能量表示形式2.里德伯公式对应的轨道跃迁、能级跃迁两种形象表示 3．其他一些相关量（1）氢、类氢原子的里德伯常量（2）能级间跃迁两能级能量差E和波长、波数的关系 （3）氢原子、类氢原

3、子轨道半径公式a1=0.053nm（4）氢原子电子速度公式α=1/1374．一些相关思想（1）  普朗克为了解释黑体辐射实验，引入了能量交换量子化的假说：E=hν:普朗克常量h的物理意义是：h是能量量子化的量度，即能量分立性的量度。爱因斯坦发展了普朗克的假说，引入了光量子的概念，以解释光电效应。他提出光子的能量E=hν(在1917年，又提出光子的动量p=hν/c),从而把表征粒子特性的量（能量和动量）与表征波性的量（波长或频率）联系起来，其间的桥梁是普朗克常量。（2）  19世纪末，物理学家开始敲开原子的大门，他们发现

4、了电子的电荷e和质量me，但是，单靠这两个常量既不能决定原子体系的线度，也不能决定它的能量；线度与能量，总是表征物理结构任一层次的两个基本特征量，还缺少一个常量，它正是普朗克常量。尼尔斯.玻尔把h与e和me结合起来，导出了表征原子体系的线度：线度能量注意：乘积，并不不包含c,c在这里只是非本质地出现。（3）  玻尔处理原子结构所用的方法是：对于电子绕原子核运动，用经典力学处理；对于电子轨道半径，则用量子条件来处理，这就是所谓半经典的量子论；只对电子的径向运动采取量子理论，而对其角向运动则仍用经典理论。玻尔之所以选择电子

5、的径向运动先行量子化，是因为原子坍缩的标志就是电子轨道半径为零。只要原子半径由于量子化而不可能收缩到零。原子坍缩问题就算解决了。（4）  在表面上完全不同的事物之间寻找它们的内在联系，这永远是自然科学一个令人向往的主题。玻尔把当时人们持极大怀疑的卢瑟福模型、普朗克、爱因斯坦的量子化与表面上毫不相干的光谱实验巧妙地结合了起来，解释了近30年之谜------巴尔末里德伯公式首次算出了里德伯常量。玻尔的理论不仅得到光谱实验的支持，而且还为与光谱完全独立的夫兰克--赫兹实验所证明。量子态的概念有了可靠的实验依据。不过，玻尔模型

6、正像“模型”两字所意味着的，有着一系列难以克服的困难，正是这些困难，迎来了物理学更大的革命（如相对论、量子力学等的发展）。（4）锂原子能级特征A.有四组谱线－－每一组的初始位置是不同的,即表明有四套动项。B.有三个终端－－即有三套固定项。C.两个量子数——主量子数n和轨道角动量量子数ι。D.一条规则－－能级跃迁的选择定则△ι=±1即要求两能级的轨道角动量量子数之差满足△ι=±1。 要求1．能熟练写出第一玻尔半径、玻尔半径公式2．能熟练写出氢原子能量公式、计算基态和各种激发态的能量。3．能熟练写出氢原子中电子速度的公式。

7、4．能熟练计算出各种跃迁。5．解释光谱项、定态、简并、电子的轨道磁矩、对应原理. 第三章量子力学导论    纲要1.  量子力学的两个重要概念.量子化概念及波粒二象性概念.2. 量子力学的一个重要关系式.不确定关系.3. 量子力学的一个基本原理.态的叠加原理4.  量子力学的两个基本假设.波函数的统计解释及薛定谔方程,定态薛定谔方程5.  量子力学的关键常量.普朗克常量.6．本章介绍的三个重要实验电子对晶体的衍射、单缝衍射及双缝干涉。  第四章原子的精细结构性  纲要1． 一个假设电子的自旋。这是本章引出的最重要的概念

8、，它是崭新的概念，在经典物理中找不到对应物。它是与粒子运动状态无关的、粒子的内禀性特性。2． 三个实验它们从不同角度证明了电子自旋的存在；碱金属双线：在无外磁场情况下的谱线分裂；它是原子中电子的自旋与轨道运动相互作用的结果。分裂间距由式确定.塞曼效应:在外均匀外加磁场情况下的谱线分裂;分裂间距由式决定.其中g因子由式决定.这些表达