第19章__量子力学基础课件.ppt

磁量子数 由量子力学，轨道角动量 的大小为： 在磁场 方向的投影为： 又 其中， 称为玻尔磁子。 即磁矩在空间有 个取向。 磁矩为 的原子在磁场 中的势能为： 若磁场在z方向不均匀(即 ) ，则原子体 系会受到一个z方向的力： N S 原子束 原子源 狭缝 z 经典情形 斯特恩-盖拉赫实验 原子束经过磁场后受 力，发生偏转。 导致：原子束经过磁场 后呈现带状沉积现象。 可取 个值 即给定一个l, 屏上应 有 沉积带。 但是，用基态的Li、Na、K等的原子 作此实验时，测得沉积带的数目为2， 即： 但l只能取整数. 理论与实验结果相矛盾 电子自旋 原子中的电子不但具有轨道角动量还应具有自旋角动量,而且 是量子化的.自旋角量子数用s表示. 和轨道角量子数不同,s只能 取1/2一值. 称为自旋磁量子数 在外场中的指向有 个 S S z 则自旋角动量 电子的自旋在空间某一方向的投影为: 则: 自旋角量子数 二. 电子自旋角动量 一. 原子核外电子电子运动状态的描述 电子运动状态由四个量子数决定（ n,l,ml ,ms ） 主量子数n n=1,2,3,… 轨道量子数l l=0,1,2,…,(n-1) 轨道磁量子数ml ml=0,?1, ?2,…, ? l 自旋磁量子数ms ms=?1/2 决定原子中电子的能量 决定电子绕核运动角动量大小，n 相同，l 不同，能量有差异 (电子的能量主要由n,较小程度上由l,所决定) 决定电子绕核运动角动量在外磁场中的指向，影响电子在外磁场中的能量 决定电子自旋角动量在外磁场中的指向，也会影响电子在外磁场中的能量 19.7 原子的壳层结构 n 给定，l 的可能值为0、1、2、…n-1，共n个； l 给定，ml 的可能值为0、±1、 …± l，共( 2l+1)个； ml 给定，ms的可能值为± 1/2，共2个； 能级n 上最多容纳的电子数目(或状态数)为 n=1 n=2 例 1.泡利不相容原理 不能有两个电子具有相同的n,l,ml ,ms 即同一原子中，不能有两个电子处于同一状态(量子状态)。 2. 能量最低原理 原子处于正常状态时，每个电子趋向于占据最低能级。 二. 原子核外电子分布遵循的两个基本原理 三.原子的壳层结构 K L M 2s 2p 3s 3p 3d 1s n 相同的电子组成壳层，用K、L、M、N、P、Q等表示 n=1、2、 3、 4、5、 6 l 相同的电子组成支壳层，用s、 p、 d、f、 g、h等表示 l=0 、1 、2、3、4、5 四.原子核外电子排布顺序与元素周期表 元素周期表见课本 19.8 激光基本原理 不考 自学 光(波)具有粒子性 与粒子相联系的波称为物质波或德布罗意波 实物粒子具有波动性 小结： 波粒二相性 能量动量关系 动能 能量 动量 运动质量 0 静止质量 实物粒子 光子 光子与实物粒子的波粒二相性比较 实物粒子的非相对论动能： 实物粒子的相对论动能： 二者的关系 故 因 略去高阶小量，则： （A）当n、l、 取一定值时．量子状态数为2 （B） 当n、l 取值一定时，量子状态数为2（2l＋1） （C） 当n一定时，量子状态数是 （D）当n、l、 一定时，量子状态数为1 答： A、B、C、D 例 有关氢原子电子的量子状态数的说法 例 根据量子力学理论，氢原子中电子的动量矩为 当主量子数 n =3 时，电子动量矩的可能取值为 解：n=3时，l 的可能取值为0、1、2 解： 其轨道角动量与外磁场方向（z方向）的夹角的允许值分别为： 例 根据空间量子化条件，给出角量子数l =1时，其轨道角动量与外磁场方向（z方向）的夹角的允许值。 z方向 * 19.3 波函数 薛定谔方程 19.4 两个简单定态问题的主要结论 19.7 原子的壳层结构 19.8 激光基本原理（自学） 第19章 量子力学基础 19.1 实物粒子的波粒二象性 19.2 不确定关系 19.5 量子力学对氢原子的应用 19.6 斯特恩-盖拉赫实验 电子自旋 光有波粒二象性 1. 德布罗意假设 与粒子相联系的波称为物质波或德布罗意波 实物粒子具有波动性 实物粒子具有波动性。并且： 19.1 实物粒子的波粒二象性 一. 实