大学物理课程分课次教案(53)

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1、大学物理课程分课次教案（53）一、教学目的与要求1、理解描述原子中电子状态的四个量子数；理解原子中电子分布的两个原理;了解柯塞尔壳层分布模型;2、了解自旋和自旋角动量量子化。二、教材内容与补充内容教材内容：15.7.3氢原子的量子化特性(2);15.8原子的电子壳层结构下册（P192－193）三、重点与难点重点：原子的电子壳层结构难点：自旋和自旋角动量量子化四、教学组织教学形式：多媒体结合板书15.7.3氢原子的量子化特性（20′）一能量量子化和角动量量子化1.能量量子化4me1氢原子中电子的总能量为：E

2、n=1，2，…n称作主量子数。n2228hn02.角动量量子化求解薛定谔方程得到的电子绕核运动的角动量L也是量子化的,其大小为Lll(1)l=0，1，2，…，n-1l称作角量子数。3.角动量空间量子化选某特定方向为z轴（实验时取外磁场方向），电子角动量L在该方向的分量为Lmzlml=0，±1，±2，…，±lml称作磁量子数,只有21l种可能值。这说明电子角动量的取向也是量子化的，此即角动量的空间量子化。二电子自旋自旋角动量量子化1925年，乌伦贝克和古密斯特为了解释碱金属原子光谱线的

3、精细结构，提出了电子存在着一种固有的自旋运动，相应地具有自旋角动量S。1.自旋角动量量子化S的值为：Sss(1)132s称为自旋量子数，它只能取一个值,s＝1／2，故自旋角动量S的值为42．自旋角动量空间量子化自旋角动量S在某特定方向(如轴z)上的分量也是量子化的1Smm式中m称为自旋磁量子数。zsss21这说明自旋角动量在特定方向的分量只能取两种值Sz2自旋是一个很重要的概念，一切微观粒子都具有各自的自旋。导入新课：（2′）15.8原子的电子壳层结构（30′）15

4、.8.1四个量子数量子力学对氢原子中电子状态的描述用四个量子数n、l、ml、ms来描述，这也适用于多电子原子。一主量子数nn1,2,3,。它决定原子中电子的能量的主要部分。二角量子数lln0,1,2,,(1)。它决定电子绕核运动的角动量。一般地说，处于同一主量子数n而不同角量子数l的状态中的电子，l较小者能级较低。三磁量子数mlml=0，±1，±2，…，±l。它决定电子绕核运动角动量的空间取向及其分量。1四自旋磁量子数mm。它决定电子自旋角动量的空间取向及其分量ss215.8.2柯塞尔壳层分布

5、模型1、主量子数n相同的电子组成一个主壳层。对应于n=1，2，3，4，5，6，7的壳层分别用大写字母K，L，M，N，O，P，Q来命名。2、n相同及角量子数l也相同的电子组成支壳层对应l=0，1，2，3，4，5，6等状态支壳层分别用小写字母s，p，d，f，g，h，i来命名。15.8.3电子在原子中分布的基本规律电子在原子中的分布遵从两个原理。一泡利不相容原理在同一个原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子态。也就是说，原子中任何两个电子的量子数(,,nlmm,)不可能完全相同。ls由该原理可推出

6、在每个支壳层中从而每个主壳层中能容纳的电子数。1.在一个支壳层中可容纳的电子数：Nll221n12.在一个主壳层中可容纳的电子数：N2(2l1)21(2n1)n2n2nl02二能量最小原理原子系统处于正常状态时，原子中电子尽可能地占据未被填充的最低能级。课堂总结及课程结束复习（50′）五、作业与推荐阅读文献1、作业：习题15-23问题15-232、参考文献：张三慧，《大学基础物理学》下册（第2版2007），清华大学出版社，P354-364程守洙等,《普通物理学》下册（第6版20

7、06）,高等教育出版社,P266―269马文蔚等，《物理学教程》下册（第2版2006），高等教育出版社，P308－316