原子物理復(fù)習(xí)提綱

1、 一 名詞解釋1.散射：一個運(yùn)動粒子受到另一個粒子的作用而改變原來運(yùn)動方向的現(xiàn)象2.激發(fā)電勢：電子加速與原子碰撞時，原子吸收電子能量從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，電子所需要的電勢（第一激發(fā)電勢是電子從基態(tài)轉(zhuǎn)移到最近的那個軌道上）3.電離電勢：把電子在電場中加速，如使它與原子碰撞，則足以使原子電離，那么加速時跨過的電勢差為電離電勢。4.量子化通則：對一切微觀粒子的廣義動量與廣義位移的乘積在一個周期內(nèi)的積分等于普 朗克常量的整數(shù)倍。5.空間取向量子化：在磁場或電場中原子的電子軌道在空間只能取一定的幾個方向，不能任意取向，一般的說，在磁場或電場中，原子角動量在空間的取向也是量子化的。6.原子的實(shí)極化：原子核及

2、除了價電子以外的內(nèi)層電子稱為原子實(shí)。價電子和原子實(shí)相互 作用，使正負(fù)電荷中心偏離，形成電偶極子7.軌道貫穿：在主量子數(shù)n較大，角量子數(shù)L較小的情況下，價電子繞核作橢圓軌道運(yùn)動且軌道偏扁。在軌道靠近原子核時，軌道有可能進(jìn)入原子實(shí)內(nèi)部。 8.有效電荷數(shù): 由于原子實(shí)極化和軌道貫穿的影響，價電子實(shí)際感受到的原子實(shí)對其產(chǎn)生的引 力作用的正電荷數(shù)目稱為有效電荷數(shù)。9.LS耦合：對多電子體系，電子相互之間作用比較強(qiáng)時，電子各自的自旋運(yùn)動合成一個總 的自旋運(yùn)動，各自的軌道角動量合成一個軌道總角動量，然后軌道總角動量再 和自旋總角動量合成總角動量，因最后是S和L合成J，故稱其為L-S耦合。 10.Jj耦合：對

3、多電子體系，電子相互之間作用比較弱時，電子的自旋角動量和軌道角動量 要 先合成各自的總角動量，然后各電子的總角動量又合成原子的總角動量這種耦 合方式成為j-j耦合。11.順磁共振：若在原子所在的穩(wěn)定磁場區(qū)域中又迭加一個同穩(wěn)定磁場垂直的交變磁場，產(chǎn) 生的電磁波頻率為n，當(dāng)電磁波的能量與兩鄰近能級間距相等， 即：hn = 時，部分處于低能級中的原子吸收電磁波的能量躍遷到高能級。 12.能級：與軌道對應(yīng)的能量只能有分隔的數(shù)值13.類氫離子：類氫離子是原子核外邊只有一個電子的原子體系，但原子核帶有大于一個單元的正電荷。14.基態(tài)：原子內(nèi)部能量最低的那個狀態(tài)。15.原子的激發(fā)：在基態(tài)的原子可以吸收能量而

4、躍遷到較高能量的狀態(tài)，這個過程為原子的激發(fā)。16.激發(fā)態(tài)：那些較基態(tài)能量高的狀態(tài)17.價電子：原子實(shí)外面的那個電子18.堿金屬的精細(xì)結(jié)構(gòu)：用分辨本領(lǐng)足夠高的儀器觀察堿金屬的光譜，會發(fā)現(xiàn)每一條光譜線不是簡單的一條線，而是由兩條或三條組成的。19.泡利原理：不能有兩個電子處在同一狀態(tài)，即四個量子數(shù)不完全相同。20.同科電子：n和l二量子數(shù)相同的電子稱為同科電子。21塞曼效應(yīng)：光源放在強(qiáng)磁場中，一條譜線分裂成幾條，且分裂后的譜線成分是偏振的。注：堿金屬精細(xì)結(jié)構(gòu)的分裂與塞曼效應(yīng)原理不同，解釋如下22.原子磁矩：原子中電子的軌道磁矩和自旋磁矩合成原子的總磁矩。二 簡答題（物理現(xiàn)象的解釋部分）1簡述氫原子

5、與堿金屬原子的相同與不同并分析原因。 相同點(diǎn):化學(xué)性質(zhì)相似,因?yàn)樗鼈儍r電子數(shù)都是1,在元素周期表內(nèi)是同一主族元素. 不同點(diǎn):a.氫原子只有一個電子,故無原子實(shí),而堿金屬原子電子數(shù)大于1,有原子實(shí) b.堿金屬能級比氫原子低：由上可知，堿金屬有原子實(shí)，有原子實(shí)極化和軌 道貫穿的現(xiàn)象，產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象的原因是增大了對價電子產(chǎn)生庫倫作用的 有效電荷數(shù)，能量減小，而氫原子無原子實(shí)，無這兩種現(xiàn)象，故堿金屬能 級比氫原子低。2.簡述堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的規(guī)律及解釋原因。規(guī)律：主線系和第二輔線系的每一條光譜線是兩條線構(gòu)成的，但主線系每條線中的兩個成分的間隔隨著波數(shù)的增加而逐漸減小，最后二成分并入一個線系限，而

6、第二輔線系的各線成分具有相同的間隔，直到線系限也是如此。 第一輔線系及伯格曼線系是由三條線構(gòu)成的，但第一輔線系最外兩條的間隔同第二 輔線系各條線中二成分的共同間隔，以及主線系第一條中二成分的間隔都是相等的，其次，第一輔線系每一條線中波數(shù)較小的兩條成分間的距離隨著波數(shù)的增加而減小，最后這兩成分并入一個線系限。原因：由光譜項(xiàng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)可推知能級的分裂，且譜線的間隔即兩條譜線的波數(shù)差，由堿金 屬原子里德伯公式可知，波數(shù)差隨著n量子數(shù)的增加而減小。a. 主線系：是由諸p能級躍遷到最低s能級的結(jié)果，因?yàn)閴A金屬價電子為1，為單電子結(jié)構(gòu)，s都等于 ,2s+1=2,故j有兩個值，又p能級的角量子數(shù)l=1,所以

7、j為l+s= 或l-s= ，所以p能級重數(shù)為2，故p能級為雙層結(jié)構(gòu)，分裂為兩層.s能級的角量子數(shù)l=0,因此j=l+0.5=0.5,而另一個j值為l-s=-0.5,會導(dǎo)致 為虛數(shù)，故舍去所以,s能級為單層的不分裂，故間隔由p能級的間隔決定，隨著n量子數(shù)增加，波數(shù)差減小，故譜線的間隔減小。b. 第二輔線系：是由諸s能級躍遷到最低p能級，因?yàn)閴A金屬價電子為1，為單電子結(jié)構(gòu)，s都等于 ,2s+1=2,故j有兩個值，又s能級的角量子數(shù)l=0,所以j為l+s= 或l-s= ,當(dāng)j取 時，導(dǎo)致 為虛數(shù)，故舍去，所以 s為單層能級不分裂，p能級的角量子數(shù)l=1,j取兩個值l+s= ,l-s= ,故p能級為雙

8、層分裂為兩層，故間隔由p能級間隔決定，但此時p能級都位于同一主殼層上，所以間隔不變。c. 第一輔線系：諸d能級躍遷到最低p能級，理論上應(yīng)該有4種躍遷，但是由單電子躍遷選擇定則可知，只有3種躍遷，結(jié)合課本第126頁圖4.7可知，左右兩線：因?yàn)閐相同，p的角量子數(shù)為l=1,堿金屬原子為單電子，s都等于 ，2s+1=2,故j有兩個值l+s=, l-s= ，故p分裂成兩層，p間隔固定，又來自同一來源故間隔不變。右邊兩線：由上可知，d能級也為雙層結(jié)構(gòu)，由nd躍遷到同一p能級，由堿金屬原子可知隨著n量子數(shù)增大，波數(shù)差減小故譜線的間隔減小。3.簡述玻爾氫原子光譜理論的建立背景：盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的建立;普朗克量子理論的提出；以及大量原子光譜的積累和對原子光譜的認(rèn)識。內(nèi)容:a. 定態(tài)假設(shè)：電子繞核作圓周運(yùn)動時，只在某些特定的軌道上運(yùn)動，在這些軌道上運(yùn)動時，雖然有加速度,但不向外