第四章原子的精细结构.pptVIP

总角动量：总磁矩：可见总磁矩和总角动量并不反向。2．原子的有效磁矩守恒，绕旋进，不守恒。将分解成两个分量：：与反平行，沿的反向沿长线。有效磁矩：与垂直，一个周期内的平均值为0。第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日余弦定理：比较：得：：朗德因子第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日例1求下列原子态的g因子：(1)(2)(3)解：(1)：，，，(2)：，，，(3)：，，，第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日二、原子在外磁场中的附加能量一个具有磁矩的原子处在外磁场中时，将具有附加的能量：其中：为角动量在外场方向的分量，是量子化的。第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日，共个。，共个，共个，共个(一般情况下)。第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日例2计算求下列能级的分裂情况：(1)(2)(3)解：(1)：，(2)：(3)：第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日§4.1原子中电子轨道运动的磁矩一、有关的电磁学知识1．电偶极矩(1)均匀电场中：第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日(2)非均匀电场中：电场强度沿轴，随的变化为)?合力：在外场方向的投影第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日2．磁矩方向与方向满足右手螺旋关系。均匀磁场中：非均匀磁场中：磁场方向沿轴，随的变化为合力：在外场方向的投影第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日3．力和力矩力是引起动量变化的原因：力矩是引起角动量变化的原因：二、电子轨道运动的磁矩电子轨道运动的闭合电流为：面积：一个周期扫过的面积：第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日是量子化的量子化的。?玻尔磁子空间取向量子化第6页，共49页，星期日，2025年，2月5日§4.2、施特恩—盖拉赫实验实验装置第7页，共49页，星期日，2025年，2月5日均匀磁场中：非均匀磁场中：实验结果：当时，P上只有一条细痕，不受力的作用。均匀时，P上仍只有一条细痕，不受力的作用。当当不均匀时，P上有两条细痕，受两个力的作用。实验证明了原子在磁场中的取向是量子化的。两条细痕?两个?两个?两个??空间量子化实验分析第8页，共49页，星期日，2025年，2月5日4．量子力学与实验的比较轨道角动量：外场方向投影：共个轨道磁矩：外场方向投影：共个?奇数，但实验结果是偶数。第9页，共49页，星期日，2025年，2月5日§4.3、电子自旋角动量和自旋磁矩荷兰的乌伦贝克和古德史密特提出了电子自旋的假设：每个电子都具有自旋的特性。自旋角动量：外场方向投影：共2个，自旋磁矩：，()第10页，共49页，星期日，2025年，2月5日外场方向投影：共两个?偶数,与实验结果相符。1928年，Dirac从量子力学的基本方程出发，很自然地导出了电子自旋的性质，为这个假设提供了理论依据。原子的磁矩=电子轨道运动的磁矩+电子自旋运动磁矩+核磁矩。第11页，共49页，星期日，2025年，2月5日第12页，共49页，星期日，2025年，2月5日§4.4碱金属原子的精细结构电子的运动=轨道运动+自旋运动一、电子的总角动量轨道角动量：自旋角动量：总角动量：，，……当时，共个值当时，共个值第13页，共49页，星期日，2025年，2月5日由于当时，，一个值。当时，，两个值。例如：当时，和不是平行或反平行，而是有一定的夹角第14页，共49页，星期日，2025年，2月5日第15页，共49页，星期