第6节 空间量子化与史特恩—盖拉赫实验_第1页
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文档简介

1、2.6、史特恩盖拉赫实验原子空间取向的量子化,电子的电流为：,电路所包围的面积：,磁矩为：,量子化条件：,一、电子轨道运动的磁矩,电子的轨道运动相当于一个闭合电流,波尔磁子,所以角动量要进动。,磁场对磁矩的影响,(1)角动量在磁场中旋进,(2)磁矩在不均匀磁场中受力：,实验装置示意图,实验现象：银原子束经过不均匀的磁场，在底片形成两条黑斑。,实 验 装 置,二、史特恩-盖拉赫实验,原子在垂直方向偏离：,实验原理：,磁矩在不均匀磁场中受力：,在照片底片上有两个黑斑，说明有两个 z ，也就是有两个值 ，水银原子在磁场中有两个取向，有力证明了原子在磁场中的取向是量子化的。,： 在轨道平面的方位角,电

2、子在核的库仑场中运动，其运动轨道是位于一个平面上的椭圆，满足两个量子化条件。,原子处在外磁场中运动时，电子的轨道运动是三维空间的曲线运动。需要三个量子化条件。,第三个广义坐标与电子轨道平面在磁场中的取向有关。,z 轴取在外磁场 的方向。,量子化条件：,是 在外磁场方向上的分量，故得：,比较可得：,对于给定的 ， 可取下列值：,一个 对应 个 对应 轨道的空间取向,轨道平面的空间取向量子化叫作原子的角动量“空间量子化”。,例如：,当 1时， ，,在实验上，观察到的银原子轨道是两个，因此，轨道取向的理论还需要进一步的修正。,磁量子数是原子角动量空间量子化的标志。 无外磁场时，能级与磁量子数无关,原子光谱中不显示空间量子化效应。原子处在外磁场中时，能级与磁量子数相关,角动量的空间量子化显示出来。

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