量子力学第九章.ppt

一、全同性原理和粒子交换对称性 1.全同粒子 2．不可区分性 3．全同性原理 4．全同粒子体系波函数的对称性质 四、双粒子体系 一、双电子自旋态 2、j-j 耦合 除了LS耦合使原子的同一电子组态构成不同的原子态外，还有一种特例，就是每个电子的自旋同自己的轨道运动的相互作用强于其它四中相互作用，即在每个电子内部相互作用大于电子之间相互作用的情况下：每个电子的自旋角动量和轨道角动量合成各自的总角动量，使自旋角动量都绕各自的总角动量旋进；然后两个电子的总角动量再合成原子的总角动量，这叫 j-j 耦合。 定量计算 1、两个电子的总角动量 同理 2、合成总角动量 3、例题：pd 电子组态的 j-j 耦合 处于P的电子 l1=1、s1=1/2 处于D的电子 l2=2、s2=1/2 j1、j2的取值要求 J的取值要求 共合成12个原子态，不写成L-S耦合成的原子态符号，而记为形式 ，故电子组态耦合成的原子态为： ①同一电子组态L-S耦合和j-j耦合形成原子态个数相同且值相同。 ②L-S耦合和j-j耦合是两个特例，较轻的原子如氦、镁、碳等LS耦合，较重的原子和某些高激发态j-j耦合，还有的即并不是L-S耦合，也不是j-j耦合，而是介于二者之间. 说明： 三、跃迁选择定则 耦合 耦合 单电子原子选择定则 He核外两个电子的电子组态为1s2，在L-S耦合下可能的原子态为1S0和3S1 对于LS 耦合形成的不同原子态对应的能级大小次序和相邻能级间隔大小，洪特提出了以下两个判断的原则。 1、洪特定则 1925年，洪特提出了一个关于原子态能量次序的经验规则： 对于一个给定的电子组态形成的一组原子态，当某原子态具有的S最大时，它处的能级位置最低；对于同一个S，又以l 值大的为最低。 四、原子的基态（洪特定则） 总自旋 总轨道 S=0 L=1 L=2 L=3 S=1 3P2 1F3 1D2 1P1 3D1 3P0 3D2 3P1 3D3 3F2 3F3 3F4 单一态 三重态 pd 1927年，洪特又提出了一个附加规则，它只对同科电子才成立： 对于同一l值而J值不同的诸能级的次序，当同科电子的数目小于或等于闭壳层占有数的一半(2l+1)时，具有最小J值（即|L-S|）的能级处于最低，称为正常次序。当同科电子的数目大于闭壳层占有数的一半时，具有最大J值（即L+S）的能级处于最低，称为倒转次序。 同科电子:nl相同的电子叫同科电子，即在同一亚壳层中的电子，两个同科电子形成的原子态少于两个非同科电子构成的原子态数。 2、洪特定则附加规则： §9.5 X射线 一、X射线的发现 二、X射线的波动性 三、X射线的产生机制 四、X射线的康普顿散射 五、X射线的吸收 X射线，又称伦琴射线。1895年为 W.K.R?ntgen发现，由于开始不知其本质，故称为 X射线。现已知X射线为波长大约为10-12～10-9m的电磁辐射。 1901年诺贝尔奖第一次颁发，伦琴就由于这一发现而获得了这一年的物理学奖。 一、X射线的发现 1845年出生于德国的一个商人家庭，1869年在苏黎世大学获博士学位。对电介质在充电的电容器中运动时的磁效应、气体的 比热容、晶体的导热性、热释电和压电现象、光的偏振 面在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细现象等方面的研究都作出了一定的贡献 在1895年以前，由阴极射线管产生的X射线在实验里已经存在了30多年，在射线发现前，不断有人抱怨，放在阴极射线管附近的照相底片模糊或感光。如1879年的克鲁克斯，1890年的古德斯比德等人， 1895年11月8日傍晚，伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时，为了避免杂光对实验的影响，他用黑纸板将管子包起来，却发现距阴极管一段距离外的一块涂有铂氰酸钡(BaPt(CN)6)结晶物质的屏幕发出了荧光，伦琴马上意识到,这可能是一种前所未有的新射线，经检查发现,射线来自阴极射线管管壁。 当用木头等不透明物质挡住这种射线时，荧光屏仍然发光，而且这种射线能使黑纸包住的照相底片感光，不被电磁场偏转。经过一个多月的研究，他未能搞清这种射线的本质，因此赋予它一个神秘的名字—X射线 X射线有强穿透力,波长愈短，穿透力愈强。故称长波的X射线为软X射线，短波的X射线为硬X射线(0.1nm为界)。X射线能引起荧光和照相乳胶感光。在医疗中广泛应用 X射线作人体的透视，在工业中用作零件探伤。但大剂量X射线长时间对人体的照射则是有害的。 在初次发现时，伦琴就用这种射线拍摄了他夫人的手的照片,显示出手的骨骼结构。1895年12月28日，伦琴向德国物理学医学会递交了第一篇