自旋和角动量

关于自旋和角动量第1页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三第六章自旋和角动量光谱线在磁场中的分裂，精细结构揭示一个新的自由度：自旋角动量的叠加，无耦合表象和耦合表象自旋单态和三重态第2页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.1电子自旋斯特恩-盖拉赫Stern-Gerlach实验1、磁矩在磁场中的附加能量2、磁矩在非均匀磁场中受力第3页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三Stern-Gerlach实验两条线：两个不同值X,y方向也是如此S态氢原子、银原子第4页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.1电子自旋Uhlenbeck–Goudsmit理论两个假设1、2、X和y方向也是如此，只有两个本征值类比轨道：第5页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.1电子自旋第6页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.1电子自旋自旋是个内禀的物理量无经典对应量满足角动量对易关系自旋是描述电子状态的第四个变量第7页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数电子自旋算符的矩阵表示，泡利矩阵定义式：矢量式分量式第8页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数已知所以类比实验结果第9页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数定义泡利算符：第10页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数泡利算符满足反对易关系：证明：同理：第11页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数在表象中算符表达为矩阵；算符在自身表象中为对角矩阵在自身表象中：利用实验结果写出来的已知第12页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数根据反对易关系构造：第13页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数利用：最后得到：第14页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数再利用：第15页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数最后得：泡利矩阵第16页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数自旋算符的本征函数：取Sz表象，本征函数为第17页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数旋量算符第18页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数或旋量波函数第19页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数第20页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数第21页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.2电子的自旋算符和自旋函数思考题：Sx表象和Sy表象的结果如何？第22页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程经典哈密顿量第23页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程第24页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程第25页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程薛定谔方程：第26页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程第27页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程讨论：规范条件(库仑规范)第28页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程守恒流第29页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三第30页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程第31页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程规范变换第32页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三第33页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程Pauli方程第34页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程第35页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.3粒子在电磁场中的运动：泡利方程第36页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.4Landau能级目的：研究带电粒子在均匀恒定磁场中的运动，解Schrodinger方程求能级和波函数第37页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.4Landau能级第38页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.4Landau能级第39页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合角动量升降算符第40页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第41页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第42页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第43页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第44页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第45页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第46页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第47页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第48页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合无耦合表象：第49页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第50页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合耦合表象：第51页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第52页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第53页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第54页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第55页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.5两个角动量的耦合第56页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第57页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第58页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第59页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第60页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第61页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数例：L,S耦合,取

共同表象，本征函数为第62页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第63页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第64页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第65页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第66页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第67页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第68页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第69页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.6Clebsch-Gordon系数第70页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构目的：研究L,S耦合，解释碱金属双线结构若不考虑L,S耦合第71页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构无耦合表象耦合表象(是常数)第72页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构第73页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构L,S耦合第74页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构ml,ms

不是好量子数好量子数是(n,l,j,m)第75页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构第76页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构第77页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构第78页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构第79页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三钠原子2P项的精细结构第80页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.7光谱线精细结构第81页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应正常Zeeman效应(不考虑L,S耦合)第82页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第83页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第84页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第85页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第86页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三强磁场中S项和P项的分裂第87页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第88页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应反常Zeeman效应(考虑L,S耦合)第89页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第90页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.8Zeeman效应第91页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三第92页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.9自旋单态和三重态目的：讨论两个自旋为1/2的粒子，自旋之间的耦合第93页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.9自旋单态和三重态第94页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.9自旋单态和三重态第95页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.9自旋单态和三重态第96页，讲稿共104页，2023年5月2日，星期三§6.9自旋单态和三重态第97页，讲稿共104页，2023