原子物理学第五章多电子原子.ppt

，能级分裂，1价电子原子，2价，3价以上，本章中心，L-S键，洪准星，朗德区间规则，保理原理，一般选择规则，第5章多电子原子，1。两组光谱线，两组能量水平，5.1氦和碱土金属光谱和能量水平，碱土金属：be，mg，ca，Sr，ra，Zn，ge，Hg，两个活性原子价电子，1。He原子光谱和能量水平、He和碱土金属原子光谱具有相似的结构，但也有特殊性。两组光谱线系分别具有与碱金属原子光谱相似的有序系、第一系和第二系、贝尔曼系等。he:z=2be:z=4=2122m:z=12=2(12 22)2ca:z=20=2(12 22)2sr:z=38两个级别之间不发生转移。3 .不存在。4.两个准稳定状态，5。电子配置相同，三态能量级别始终低于单一状态的对应能量级别。在三重能量标高结构中，如果具有相同值的3个标高，具有较大值的能量标高较低(向后顺序)，则5个属性包含5个物理概念。2 .Mg原子光谱和能量准位、Mg原子光谱和能量准位结构与He原子相似的粘度差异。5.2原子状态，1 .电子配置，1 .电子配置的表示，特定状态的多个(价)电子配置，激发态电子配置：基态电子配置：氦原子基态33601s1s，激发态：1s2s，1s2p，1s3s，1s3p，镁原子基态：激发态：电子构型仅反映电子轨道运动的特性(库仑相互作用)。在相同的电子配置中，即使库仑相互作用相同，自旋-轨道相互作用的差异也会导致总角动量不同，从而产生不同能量的原子状态。2 .两个电子之间的自旋-轨道相互作用方式，自旋-自旋相互作用，轨道-轨道相互作用，两个极端情况：L-S耦合，j-j耦合，LS耦合矢量图，2，L-S耦合，1。耦合方式，量子化要求下的量子数L，S确定如下：基于量化要求的总角动量量子数j确定如下：对于LS，每对l和s，2s的总计值为1个j。l缠绕层所有权的一半时，最大j (=l s)的能量水平最低的称为反向顺序。根据原子的矢量模型合成，合成；最后合成，所以称为结合。耦合通常记录为：1.l-s耦合模型，G1，G2G3，G4，原则：相互作用的角动量之间的第一次耦合，1 .两个角动量结合的一般规律：有两个角动量，其大小是两个角动量。例如，单个电子原子k1=l，k2=s，k=j，j=l s，l-s是这些规则的合成。下一页，2。总自旋、总轨道和总角动量计算、总自旋：其中：和可能的总自旋的值为：其中，其中，总轨道，下一页，总角动量根据上述耦合规则，在两个价格电子的情况下，S=0，1，S=0，J=L，下一页，S=1中可以看到。在两个价电子的情况下，对于给定的l，根据s，有四个j，根据l，有一组j，l的数量取决于l1l 2。可见一个电子构成可以对应多个原子状态。此外，S有两个值S=0和S=1，因此2S 1=1，3；分别对应单一楼层和3楼层能源楼层。这就是氦的能级和光谱被分为两组的原因。状态符号，3.l-s合并示例：示例1(1s)(1s)配置合并，l1=0，L2=0l=0 S1=1/2，S2=，共12个，Pd电子在LS耦合中形成的能量级别：2。香港特定：用途：决定电子配置的能量水平顺序。复盖范围：LS耦合，轻元素，低激发态，红星：1)相同电子配置的能级，L相等，S以上，能级低，S相等，L以上，能级低，2)相同电子等级(L例如，多重状态的多重度等于3 .lande间隔为：1。表示：在多层结构中，级别2相邻间隔的比率等于j值中两个较大值的比率2。证明：S，L相同，j不同。3。是：3。j-j组合：G3 (ls1)、G4 (L2 S2) G1 (S12)、G2(l1l2)、特性：范围：重元素、高激发态、组合3:两个键的比较，碳族元素，基础状态，最外面的两个p电子，剩下的电子构成完整的外壳。基态，第一激发态，碳族元素在激发态时，PS电子的各能级为：j-j耦合，LS耦合，LS耦合，j-j耦合，能级单个分布(3)，能级双分布(2)，轻元素在中学阶段，可以知道在某一轨道上能容纳的电子的最大数量为2的原因。温布利原理，1945年获得诺贝尔物理学奖，WolfgangPauli奥地利1900-1958年，温布利，He原子的基态电子组成为1s1s；耦合中可能的原子状态为(1s1s)1S0和(1s1s)3S1；但是在色阶图中找不到原子状态。事实上，这种状态不存在。1925年，奥地利物理学家保利提出不兼容原则，回答了以上问题。揭示了微粒相容性的重要规律。布利斯不相容原理的叙述及其应用，1 .描述电子运动状态的量子数，主量子数n: n=1，2，3.每个量子数l: l=0，1，2.(n-1)，轨道量子数ml: ml=0，1.l，自旋量子数s: s:s=，自旋量子数ms: ms=，对于所有电子来说都是相同的，不能用作区分状态的量子数，因此说明电子运动状态的是4个刺绣；在经典力学中，量子数可以完全确定电子的状态，就像粒子的空间坐标一样。总能量、角动量、轨道的空间方向、自旋的空间方向等物理量可以由这组量子决定。2 .对Pauli原理的解释是，一个原子中两个或更多电子不能恰好有四个量，对pauli原理的更一般的解释是，在由费米子(自旋为半整数的粒子)组成的系统中，两个或更多粒子不能处于完全相同的状态。或者原子的每个状态只能包含一个电子。3 .pauli原理的应用，He原子基态的电子组成为1s1s，根据耦合，可能的原子状态通常是由同一电子构成的原子状态中三态能级低于单态能级。因为三重状态S=1，两个电子的自旋方向相同。(1s1s)1S0，和，1)He原子的基态，以及在的情况下，pauli原理是因为两个电子轨道的空间方向不同。我们知道电子是相互排斥的，空间距离越大，势能越低，系统是稳定的。因为是下一页，所以相同配置的原子状态中的三重状态能量级别始终低于单个状态。对于状态，S1和S2的方向相同，否则无法获得S=1，但违反了Pauli不兼容原理。所以这个状态不存在。根据玻意耳的观点，原子的大小应该随着原子序数z的增加而逐渐变小。实际上，随着保理原理的存在，同一轨道上电子的数量受到限制，原子内两个处于同一状态的电子也不存在，并确认随着原子编号的增加，外侧电子的吸引力增大。2)原子的大小，这使一些轨道的半径变小，但同时也不清楚随着轨道水平的增加原子的大小取决于z。保利的原理限制了一个轨道上电子的数量。否则，z大原子反而变小。以上所有点都可以使用Pauli原理很好地说明。3)加热不能使金属内部电子获得能量。4)核没有相互碰撞。组成核的夸克颜色不同，但也可以引入颜色量子数。由同系列电子形成的原子状态，n和l的量子数相同的电子称为同系列电子：n是主要的量子数，l是角度量子数，m是相同的电子数。例如：等等，1。定义，同一电子系列形成的原子状态比其他系列具有相同l值的电子形成的原子状态少。例如，1S2形成的原子状态，在特殊情况下，1s2s形成的原子状态，我们必须指出，以电子构成为例，4个量子数已经等于3个，不能等于，也就是说，半发射，可能的原子状态是，已知的L，s，容易知道的，推出值，但不是那么容易。因为相反，存在多对问题，以上例子只是最简单的情况之一，相反，例如两个相同p电子形成的原子状态。15种组合按列出的顺序，科电子的偶定律，LS中两个同时电子系统结合在一起，合成的轨道角动量量子数l和总自旋角动量量子数s的和成为偶数。nlsmlmsn01/201/2n01/20-1/2，s2，1s1s可以在没有3S1原子状态的情况下形成1S0。p2，ls11/211/2，L=2，S=0，映射，S=1，0，L=1，S=1，匹配，L=0，S=光谱和能量水平的位移定律，2 .多重性的交替，3。3个或更多价电子的原子状态推导，1。LS连接，2 .Jj键、原子状态：1j、原子状态：(j1j2)J、I .光谱和能级位移定律、原子序数Z中中性原子的光谱和能级、与原子编号Z 1相同的原子一次电离后离子的光谱和能级具有相同的结构。例如：H、He、Li；Li，Be，B .它们有相同的电子数和相同的电子组成。2.多重性的交替性，同一周期内各元素的原子依次具有偶数和奇数的多重性。因为：系外电子一次添加一个，LS耦合的总自旋量子数交替，2S 1的数字在偶数，奇数之间交替波动的多状态，单个单个单个双双双双双双双双三中四中五中五中五中五中六能量级复数由S确定，添加每个电子时，新S=原始S 1，因此，原始能量级1的每个类的多个结构将转换为原始的两个类别，2。可以认为，某个原子的状态、基态和激发态是由一次电离离子加上电子形成的，一次电离离子的状态与之前元素的状态(如周期表的顺序)类似，因此，可以根据之前元素的状态推断出后系统元素的状态，按照2电子系统的推位状态的规律进行。例如：(z-1)的原子基态是z的另一个d电子，寻找z的基态。可能的原子状态：根据洪特规则，基态：3。洪特定和朗德间隔规则也适用于多个电子原子。级别顺序：第一壳体由整个电子的一半以上(尚未满)组成的级别级别通常具有反转顺序(j值大的级别低)。低于整个电子一半的能量水平通常具有正常顺序(j值小的能量水平低)。，电子数N2l 1，逆序，j，能级低，5.5辐射转移选择规则，I . 1，转移说明了在不同奇偶原子状态(Laporte规则)，奇偶校验：坐标原点空间中反转对称特性的微粒子的物理量。电偶转移光谱强度，相应原子状态和原子状态之间不发生电偶转移。但是，和的原子状态之间可能发生转移。第二，特定选择规则，j-j耦合跃迁选择规则：L-S耦合跃迁选择规则：he原子能级，光谱示例，跃迁1违反j=0，1，跃迁2违反s=0，He原子能级，光谱示例，铍2s3s形成1s 0，3 S1，右图为L-S耦合恒速和过渡光谱，1，粒子数反转和光放大，2，工作物质(包括准稳态能量等级)，3，光学谐振腔，激光生成物理基础和条件，5.6原子激发和发射示例3360HeHe-Ne气体激光器的组成：He是活性物质，He和Ne的比率为5:110:1 He 33601 mmhg；Ne:0.1mmHg，2。he反转Ne气体激光的粒子数，氦-氖激光，染料激光，P-N激光，高能激光武器，低能激光武器，固体激光，激光诱导，激光通信，激光测距，钻孔，氦-氖激光，染料激光能量和过渡特性：单层、单层、三层、三层、单层、三层、是、1)能量级别在两组、单层和三层之间没有过渡；氦的基态为1 S1 S1 s 0；4)1s2s1S0和1s2s3S1具有氦的两个亚稳态；(不能转移到更低能量水平的状态称为准稳态，原子处于准稳态时，为了脱离此状态返回基态，必须产生更高的能量)，2)状态1s1s3S1不存在，基态1s1S0和第一激发态1s2s3S1之间的差异很大；3)所有3S1状态均为单层。光谱与氦有相同的线结构。5)电子状态对应于各种原子状态。氦的能级和光谱除了具有上述特性外，还具有Be(4)、Mg(12)、Ca(20)、Sr(38)、Ba(56)、Ra(88)、Zn()能级和光谱的形成是由二价电子的各种相互作用