原子物理复习温习提纲.doc

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1、第一章一原子核式结构模型的提出----粒子的散射实验1西瓜模型2粒子的大角散射3原子核式模型二Rutherford散射理论1粒子的轨迹::双曲线的一支2库仑散射公式:;其中(对心碰撞粒子和核靶最近距离)成立前提::忽略核外电子作用,核靶视作不动,单次散射,只有库仑力作用3Rutherford散射公式散射截面:散射几率:散射在θ1~θ2间的粒子数百分比:小窗口探测:dn/dΩ=ΔN/ΔΩ,其中4两个讨论:薄膜忽略遮挡;适应于大角散射第二章一氢原子光谱的规律，赖曼系；，巴尔末系；，帕邢系；，布喇开系；，普芳德系；,对应各

2、线系的短波限氢原子光谱：谱线是分裂的，线状的；原子光谱线的波数，由光谱项之差确定。卢瑟福原子模型＋经典的电磁理论，必将导出：光谱连续、原子不可能是稳定的系统（与事实不符！）二玻尔的氢原子理论1．玻尔的三条假设①原子系统只能处于一系列不连续的稳定态（电子绕核加速运动，但不发射电磁波的能量状态，简称能态）①处于稳定态中，电子绕核运动的角动量满足角动量量子化条件②频率条件：当原子从一个定态跃迁到另一个定态时，放出或吸收单色辐射的频率满足1．讨论：①轨道量子化,稳定轨道半径公式玻尔半径②能量量子化－能级（原子系统的总能量公式

3、）电离能③可得Rydberg常数：③可解释氢原子光谱三类氢离子：原子核外只有一个电子的体系1考虑到原子核正电荷Z的变化，玻尔理论仍适用。；2Rydberg常数的变化：考虑到原子核的运动，只要用折合质量μ代替电子m，原公式仍成立四Franck-Hertz实验：让电子与原子发生非弹性碰撞，证明了原子内部能量的量子化1实验装置2实验现象和解释：每超过4.9V一次，电流就骤减一次3激发电势和较高激发电势的测量4电离电势及其测量装置和步骤五索末菲椭圆轨道理论和氢原子的相对论效应1量子化通则：2，，对于一定的n，取值为1,2,…

4、,n，可能轨道有n种3相对论效应相对论进动，使得n相同的轨道，由于速度变化不同，质量和进动情况不同，其能量略有差异，能级简并消除六Stern-Gerlach实验：证明电子的轨道及轨道角动量的取向也是量子化的，即空间量子化1实验装置和实验现象2现象解释七对应原理第四章：要求：1，熟悉碱金属原子光谱的实验规律及其成因2，理解电子自旋概念，掌握碱金属双线结构的原理3，掌握电子自旋磁矩及自旋-轨道运动相互作用能等相关的计算内容碱金属和氢原子光谱具有类似规律性，这一事实启示人们，碱金属原子最外层的价电子最活跃，内层电子和原子核

5、组成稳定的原子实，其净电荷为+e，与氢原子核类似。故把讨论氢原子光谱的方法推广到碱金属原子一碱金属原子光谱的实验规律碱金属原子的光谱按照跃迁方式分为不同的线系，常见的为四个线系：主线系、第一辅线系（漫线系）、第二辅线系（锐线系）、柏格曼系（基线系）。各线系波数公式可统一写为：对于不同的n，n’值，形成不同的线系。如鋰原子：主线系：第二辅线系：第一辅线系：柏格曼系:Δp、Δd为修正量，同一线系的Δ相同，二碱金属原子的光谱项和能级1，光谱项公式：Z*为有效电荷数，，为屏蔽常数.当价电子所处的n较小或较扁的轨道上运行时，其

6、轨道贯穿原子实或靠近原子实导致其极化以至原子实的净电荷大于+e，即；当n较大，电子轨道远离原子实时，几乎不发生轨道贯穿和原子实极化，此时原子实极化：由于价电子的影响，使得原子实的正负电荷中心发生偏移，形成电偶极子，这一现象叫原子实的极化。l越小极化越厉害，极化导致碱金属原子能级降低。轨道贯穿：价电子在很扁的轨道运动时，会部分穿过原子实，称为轨道贯穿。l越小轨道贯穿越甚，能级降低越多。2，能级三碱金属原子光谱的精细结构1，实验现象：碱金属原子的主线系每一条谱线分裂为两个成分，其间隔随着波数的增加而减小；二辅系每一条谱线

7、分裂为两个成分，其间隔不随着波数的增加而改变；一辅系和基线系的每一条谱线分裂为三个成分，外侧的两个间隔不随波数的增加而变化，且间隔大小和主线系的间隔大小一致，内侧谱线与波长较长的那条谱线间隔随着波数增加而减少。以上说明：碱金属原子的s能级为单层的，其余能级（p,d,f等）都为双层的。对同一l值，双层间隔随n的增大而减小；对同一n值，双层间隔随l的增大而减小。2，电子自旋：1）为了说明碱金属原子能级的双层结构和塞曼效应（磁场中光谱的分裂）以及斯特恩格拉赫实验（非均匀磁场中原子束的分裂），乌仑贝克和古兹米特提出电子自旋假

8、设2）自旋是电子内禀属性，并不是绕本身的轴旋转，只是借用景点物理概念而已。，自旋量子数；，自旋磁量子数3）自旋磁矩；为玻尔磁子3，自旋-轨道的相互作用能：由公式可算出自旋-轨道相互作用能为：光谱项的改变：当时，附加作用能；当时，附加作用能当时，，s能级是单层的；除此之外，能级为双层结构1，碱金属原子态符号及跃迁选择定则对于碱金属原子，用大写的字