原子物理學(xué)復(fù)習(xí)資料

原子物理學(xué)總復(fù)習(xí)指導(dǎo)名詞解釋：光譜，氫原子線系，類氫離子，電離電勢，激發(fā)電勢，原子空間取向量子化，原子實極化，軌道貫穿，有效電荷數(shù)，電子自旋，磁矩，旋磁比，拉莫爾進(jìn)動，拉莫爾頻率，朗德g因子，電子態(tài)，原子態(tài)，塞曼效應(yīng)，電子組態(tài)，LS耦合，jj耦合，泡利原理，同科電子，元素周期表，殼層，原子基態(tài)，洪特定則，朗德間隔定則數(shù)據(jù)記憶：電子電量，質(zhì)量，普朗克常量，玻爾半徑，氫原子基態(tài)能量，里德堡常量，hc，?c，玻爾磁子，精細(xì)構(gòu)造常數(shù)，拉莫爾進(jìn)動頻率著名試驗的內(nèi)容、現(xiàn)象及解釋：α粒子散射試驗，光電效應(yīng)試驗，夫蘭克—赫茲試驗，施特恩—蓋拉赫試驗，堿金屬光譜的精細(xì)構(gòu)造，塞曼效應(yīng)，反常塞曼效應(yīng)，理論解釋：（湯姆遜原子模型的不合理性），盧瑟福核式模型的建立、意義及局限性，玻爾氫原子光譜理論的建立、意義及局限性，元素周期表計算公式：氫原子光譜線系，玻爾理論能級公式、波數(shù)公式，角動量體現(xiàn)式及量子數(shù)取值（l，s，j），LS耦合原子態(tài)，jj耦合原子態(tài)，朗德間隔定則，g因子，塞曼效應(yīng)，原子基態(tài)譜線躍遷圖：精細(xì)構(gòu)造，塞曼效應(yīng)；電子態(tài)及組態(tài)、原子態(tài)表達(dá)，選擇定則，同位素：某些元素在元素周期表中處在同一地位，有相似原子序數(shù)，這些元素別稱為同位素。類氫離子：原子核外只有一種電子的離子，此類離子與氫原子類似，叫類氫離子。電離電勢：把電子在電場中加速，如使它與原子碰撞剛足以使原子電離，則加速時跨過的電勢差稱為電離電勢。激發(fā)電勢：將初速很小的自由電子通過電場加速后與處在基態(tài)的某種原子進(jìn)行碰撞，當(dāng)電場電壓升到一定值時，發(fā)生非彈性碰撞，加速電子的動能轉(zhuǎn)變成原子內(nèi)部的運(yùn)動能量，使原子從基態(tài)激發(fā)到第一激發(fā)態(tài)，電場這一定值的電壓稱為該種原子的第一激發(fā)電勢原子空間取向量子化：在磁場或電場中原子的電子軌道只能取一定的幾種方向，不能任意取向，一般的說，在磁場或電場中，原子的角動量的取向也是量子化的。原子實極化：當(dāng)價電子在它外邊運(yùn)動時，仿佛是處在一種單位正電荷的庫倫場中，當(dāng)由于價電子的電場的作用，原子實中帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子的中心會發(fā)生微小的相對位移，于是負(fù)電的中心不再在原子核上，形成一種電偶極子，這就是原子實的極化。軌道貫穿：當(dāng)電子處在原子實外邊那部分軌道時，原子實對它的有效電荷數(shù)Z是1，當(dāng)電子處在穿入原子實那部分軌道時，對它起作用的有效電荷數(shù)Z就要不小于1。有效電荷數(shù)：電子自旋：電子既有某種方式的轉(zhuǎn)動而電子是帶負(fù)電的，因而它也具有磁矩，這個磁矩的方向同上述角動量的方向相反。從電子的觀點，帶正電的原子實是繞著電子運(yùn)動的，電子會感受到一種磁場的存在，電子既感受到這個磁場，它的自旋取向就要量子化。（電子內(nèi)稟運(yùn)動或電子內(nèi)稟運(yùn)動量子數(shù)的簡稱）磁矩：旋磁比：粒子磁動量和角動量的比值。拉莫爾進(jìn)動：是指電子、原子核和原子的磁矩在外部磁場作用下的進(jìn)動。拉莫爾頻率：f=，式中e和m分別為電子的電荷和質(zhì)量，μ為導(dǎo)磁率，v為電子的速度。該頻率被稱為拉莫爾頻率朗德g因子：磁矩對于單個電子：對于LS耦合：式子中的L，S，J是各電子耦合后的數(shù)值塞曼效應(yīng)：當(dāng)光源放在足夠強(qiáng)的磁場中，所發(fā)出光譜的譜線會分裂成幾條，并且每條譜線的光是偏振的。電子組態(tài)：價電子可以處在多種狀態(tài)，合稱電子組態(tài)。泡利原理：不能有兩個電子處在同一狀態(tài)。同科電子：和l二量子數(shù)相似的電子稱為同科電子。殼層：原子基態(tài)：原子的能量最低狀態(tài)。洪特定則：只適合于LS耦合，從同一電子組態(tài)形成的級中，（1）那重數(shù)最高的亦即S值最大的能級位置最低。（2）重數(shù)相似即具有相似S值的能級中，那具有最大L值的位置最低。朗德間隔定則：在一種多重能級的構(gòu)造中，能級的二相鄰間隔同有關(guān)的二J值中較大那一值成正比。數(shù)據(jù)記憶：電子電量1.602×10－19C質(zhì)量：9.11×10－31kg普朗克常量：6.63×10－34J·ｓ玻爾半徑：5.29×10－11m氫原子基態(tài)能量：E=-13.6ev里德堡常量：hc?c()玻爾磁子：精細(xì)構(gòu)造常數(shù):：拉莫爾進(jìn)動頻率：f=，式中e和m分別為電子的電荷和質(zhì)量，μ為導(dǎo)磁率，v為電子的速度。該頻率被稱為拉莫爾頻率。理論解釋：1，（湯姆遜原子模型的不合理性），盧瑟福核式模型的建立、意義及局限性？在散射試驗中，平均只有2-3度的偏轉(zhuǎn)，但有1/8000的粒子偏轉(zhuǎn)不小于90度，其中有靠近180度的。模型：原子有帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子構(gòu)成，帶正電部分很小，電子在帶正電部分外邊。試驗現(xiàn)象解釋：粒子靠近原子時，它受電子的作用引起的運(yùn)動變化還是不大（庫倫力不大），粒子進(jìn)入原子區(qū)域，它還在正電體以外，整個正電體對它起作用，因此受庫倫力是由于正電部分很小，因此r很小，故受的力很大，因此也許產(chǎn)生大角散射。2，玻爾氫原子光譜理論的建立、意義及局限性？條件：電子只能處在某些分立的軌道，它只能在這些軌道上繞核轉(zhuǎn)動，且不產(chǎn)生電磁輻射。推導(dǎo)過程：庫侖力提供向心力：（1）勢能=k-（w=庫侖力做負(fù)功故勢能增）故能量（2）根據(jù)軌道量子化條件：(3)聯(lián)立（1）（3）消去v得（4）令則（5）把（4）式代入（2）式有E=氫原子光譜：光譜是線狀的，譜線有一定位置。譜線間有一定的關(guān)系每一條譜線的波數(shù)都可以體現(xiàn)為兩光譜項之差，1，能級計算公式：R為里德伯常數(shù)2，量子化通則：3，電子橢圓軌道半徑：長半軸短半軸4，史特恩---蓋拉赫試驗；其中磁力F5，（1）電子的角動量=軌道角動量+自旋角動量（2）不過較為精確的角動量計算公式為：單電子輻射躍遷的選擇定則：6，課后習(xí)題中兩個問題的解釋：主線系最長波長是電子從第一激發(fā)態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷產(chǎn)生的，輔線系系限波長是電子從無窮遠(yuǎn)處像第一激發(fā)態(tài)躍遷產(chǎn)生的。7，堿金屬原子的光譜項可以體現(xiàn)為：它與氫原子光譜項的差異在于有效量子數(shù)不是整數(shù)，而是主量子數(shù)減去一種數(shù)值8，（1）LS耦合：（2）jj耦合9，原子磁矩的計算：（1）磁矩對于單個電子：（2）10，外磁場對原子的作用：原子受磁場作用的附加能量：11，塞曼效應(yīng)的理論解釋：：1，2，簡述題簡述盧瑟福原子有核模型的要點。什么是第一激發(fā)電勢，電離電勢。什么是測不準(zhǔn)原理？簡述玻爾原子理論要點。簡述玻爾對原子構(gòu)造的理論的奉獻(xiàn)和玻爾理論的地位與局限性。簡述玻恩德布羅意波的記錄解釋。根據(jù)薛定諤方程簡述定態(tài)。為何譜項S項的精細(xì)構(gòu)造是單層的，P、D、F等項總是雙層的？試從堿金屬的光譜雙線的規(guī)律性和從電子自旋與軌道互相作用的物理概念的兩方面分別闡明之。