原子物理复习提纲

1、 一 名词解释1.散射：一个运动粒子受到另一个粒子的作用而改变原来运动方向的现象2.激发电势：电子加速与原子碰撞时，原子吸收电子能量从基态跃迁到激发态，电子所需要的电势（第一激发电势是电子从基态转移到最近的那个轨道上）3.电离电势：把电子在电场中加速，如使它与原子碰撞，则足以使原子电离，那么加速时跨过的电势差为电离电势。4.量子化通则：对一切微观粒子的广义动量与广义位移的乘积在一个周期内的积分等于普 朗克常量的整数倍。5.空间取向量子化：在磁场或电场中原子的电子轨道在空间只能取一定的几个方向，不能任意取向，一般的说，在磁场或电场中，原子角动量在空间的取向也是量子化的。6.原子的实极化：原子核及

2、除了价电子以外的内层电子称为原子实。价电子和原子实相互 作用，使正负电荷中心偏离，形成电偶极子7.轨道贯穿：在主量子数n较大，角量子数L较小的情况下，价电子绕核作椭圆轨道运动且轨道偏扁。在轨道靠近原子核时，轨道有可能进入原子实内部。 8.有效电荷数: 由于原子实极化和轨道贯穿的影响，价电子实际感受到的原子实对其产生的引 力作用的正电荷数目称为有效电荷数。9.LS耦合：对多电子体系，电子相互之间作用比较强时，电子各自的自旋运动合成一个总 的自旋运动，各自的轨道角动量合成一个轨道总角动量，然后轨道总角动量再 和自旋总角动量合成总角动量，因最后是S和L合成J，故称其为L-S耦合。 10.Jj耦合：对

3、多电子体系，电子相互之间作用比较弱时，电子的自旋角动量和轨道角动量 要 先合成各自的总角动量，然后各电子的总角动量又合成原子的总角动量这种耦 合方式成为j-j耦合。11.顺磁共振：若在原子所在的稳定磁场区域中又迭加一个同稳定磁场垂直的交变磁场，产 生的电磁波频率为n，当电磁波的能量与两邻近能级间距相等， 即：hn = 时，部分处于低能级中的原子吸收电磁波的能量跃迁到高能级。 12.能级：与轨道对应的能量只能有分隔的数值13.类氢离子：类氢离子是原子核外边只有一个电子的原子体系，但原子核带有大于一个单元的正电荷。14.基态：原子内部能量最低的那个状态。15.原子的激发：在基态的原子可以吸收能量而

4、跃迁到较高能量的状态，这个过程为原子的激发。16.激发态：那些较基态能量高的状态17.价电子：原子实外面的那个电子18.碱金属的精细结构：用分辨本领足够高的仪器观察碱金属的光谱，会发现每一条光谱线不是简单的一条线，而是由两条或三条组成的。19.泡利原理：不能有两个电子处在同一状态，即四个量子数不完全相同。20.同科电子：n和l二量子数相同的电子称为同科电子。21塞曼效应：光源放在强磁场中，一条谱线分裂成几条，且分裂后的谱线成分是偏振的。注：碱金属精细结构的分裂与塞曼效应原理不同，解释如下22.原子磁矩：原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩。二 简答题（物理现象的解释部分）1简述氢原子

5、与碱金属原子的相同与不同并分析原因。 相同点:化学性质相似,因为它们价电子数都是1,在元素周期表内是同一主族元素. 不同点:a.氢原子只有一个电子,故无原子实,而碱金属原子电子数大于1,有原子实 b.碱金属能级比氢原子低：由上可知，碱金属有原子实，有原子实极化和轨 道贯穿的现象，产生这两种现象的原因是增大了对价电子产生库伦作用的 有效电荷数，能量减小，而氢原子无原子实，无这两种现象，故碱金属能 级比氢原子低。2.简述碱金属原子光谱精细结构的规律及解释原因。规律：主线系和第二辅线系的每一条光谱线是两条线构成的，但主线系每条线中的两个成分的间隔随着波数的增加而逐渐减小，最后二成分并入一个线系限，而

6、第二辅线系的各线成分具有相同的间隔，直到线系限也是如此。 第一辅线系及伯格曼线系是由三条线构成的，但第一辅线系最外两条的间隔同第二 辅线系各条线中二成分的共同间隔，以及主线系第一条中二成分的间隔都是相等的，其次，第一辅线系每一条线中波数较小的两条成分间的距离随着波数的增加而减小，最后这两成分并入一个线系限。原因：由光谱项的精细结构可推知能级的分裂，且谱线的间隔即两条谱线的波数差，由碱金 属原子里德伯公式可知，波数差随着n量子数的增加而减小。a. 主线系：是由诸p能级跃迁到最低s能级的结果，因为碱金属价电子为1，为单电子结构，s都等于 ,2s+1=2,故j有两个值，又p能级的角量子数l=1,所以

7、j为l+s= 或l-s= ，所以p能级重数为2，故p能级为双层结构，分裂为两层.s能级的角量子数l=0,因此j=l+0.5=0.5,而另一个j值为l-s=-0.5,会导致 为虚数，故舍去所以,s能级为单层的不分裂，故间隔由p能级的间隔决定，随着n量子数增加，波数差减小，故谱线的间隔减小。b. 第二辅线系：是由诸s能级跃迁到最低p能级，因为碱金属价电子为1，为单电子结构，s都等于 ,2s+1=2,故j有两个值，又s能级的角量子数l=0,所以j为l+s= 或l-s= ,当j取 时，导致 为虚数，故舍去，所以 s为单层能级不分裂，p能级的角量子数l=1,j取两个值l+s= ,l-s= ,故p能级为双

8、层分裂为两层，故间隔由p能级间隔决定，但此时p能级都位于同一主壳层上，所以间隔不变。c. 第一辅线系：诸d能级跃迁到最低p能级，理论上应该有4种跃迁，但是由单电子跃迁选择定则可知，只有3种跃迁，结合课本第126页图4.7可知，左右两线：因为d相同，p的角量子数为l=1,碱金属原子为单电子，s都等于 ，2s+1=2,故j有两个值l+s=, l-s= ，故p分裂成两层，p间隔固定，又来自同一来源故间隔不变。右边两线：由上可知，d能级也为双层结构，由nd跃迁到同一p能级，由碱金属原子可知随着n量子数增大，波数差减小故谱线的间隔减小。3.简述玻尔氢原子光谱理论的建立背景：卢瑟福核式结构模型的建立;普朗克量子理论的提出；以及大量原子光谱的积累和对原子光谱的认识。内容:a. 定态假设：电子绕核作圆周运动时，只在某些特定的轨道上运动，在这些轨道上运动时，虽然有加速度,但不向外