原子物理学复习资料

关于原子物理学的复习资料

原子物理学总复习指导

名词解释：光谱，氢原子线系，类氢离

子，电离电势，激发电势，原子空间取

向量子化，原子实极化，轨道贯穿，有

效电荷数，电子自旋，磁矩，旋磁比， 拉莫尔进动，拉莫尔频率，朗德g因子，电子态，原子态，塞曼效应，电子组态， LS耦合，jj耦合，泡利原理，同科电子，元素周期表，壳层，原子基态，洪特定

则，朗德间隔定则

数据记忆：电子电量，质量，普朗克常

量，玻尔半径，氢原子基态能量，里德

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堡常量，hc， c，玻尔磁子，精细结构

常数，拉莫尔进动频率

著名实验的内容、现象及解释：α粒子

散射实验，光电效应实验，夫兰克—赫

兹实验，施特恩—盖拉赫实验，碱金属

光谱的精细结构，塞曼效应，反常塞曼

效应，

理论解释：（汤姆逊原子模型的不合理

性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不

足，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义

及不足，元素周期表

计算公式：氢原子光谱线系，玻尔理论

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能级公式、波数公式，角动量表达式及

量子数取值（l，s，j），LS耦合原子态，jj耦合原子态，朗德间隔定则，g因子，塞曼效应，原子基态

谱线跃迁图：精细结构，塞曼效应；电

子态及组态、原子态表示，选择定则，

1. 同位素 ：一些元素在元素周期表中

处于同一地位，有相同原子序数，这些

元素别称为同位素。

2. 类氢离子：原子核外只有一个电子

的离子，这类离子与氢原子类似，叫

类氢离子。

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3. 电离电势：把电子在电场中加速，

如使它与原子碰撞刚足以使原子电离，

则加速时跨过的电势差称为电离电势。

4. 激发电势：将初速很小的自由电子

通过电场加速后与处于基态的某种原

子进行碰撞，当电场电压升到一定值

时，发生非弹性碰撞，加速电子的动能

转变成原子内部的运动能量，使原子从

基态激发到第一激发态，电场这一定值

的电压称为该种原子的第一激发电势

5. 原子空间取向量子化：在磁场或电

场中原子的电子轨道只能取一定的几

个方向，不能任意取向，一般的说，在

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磁场或电场中，原子的角动量的取向也

是量子化的。

6. 原子实极化：当价电子在它外边运

动时，好像是处在一个单位正电荷的库

伦场中，当由于价电子的电场的作用，

原子实中带正电的原子核和带负电的

电子的中心会发生微小的相对位移，于

是负电的中心不再在原子核上，形成一

个电偶极子，这就是原子实的极化。

7. 轨道贯穿：当电子处在原子实外边

那部分轨道时，原子实对它的有效电荷

数Z是1，当电子处在穿入原子实那部

分轨道时，对它起作用的有效电荷数Z

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就要大于1。

8. 有效电荷数：

9. 电子自旋：电子既有某种方式的转

动而电子是带负电的，因而它也具有磁

矩，这个磁矩的方向同上述角动量的方

向相反。从电子的观点，带正电的原子

实是绕着电子运动的，电子会感受到一

个磁场的存在，电子既感受到这个磁

场，它的自旋取向就要量子化。（电子

内禀运动或电子内禀运动量子数的简

称）

10. 磁矩：

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11. 旋磁比：粒子磁动量和角动量的比

值。

12. 拉莫尔进动：是指电子、原子核和

原子的磁矩在外部磁场作用下的进动。

eB13. 拉莫尔频率：f=4ππmv，式中e和m

分别为电子的电荷和质量，μ为导磁

率，v为电子的速度。该频率被称为拉

莫尔频率

14. 朗德g因子： 磁矩 g2emp jj

) s(s 1)对于单个电子：g 1 j(j 1)

2lj((lj 11 )

对于LS耦合：式子中的L，S，J是各电

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子耦合后的数值

15. 塞曼效应：当光源放在足够强的磁

场中，所发出光谱的谱线会分裂成几

条，而且每条谱线的光是偏振的。

16. 电子组态：价电子可以处在各种状

态，合称电子组态。

17. 泡利原理：不能有两个电子处在同

一状态。

18. 同科电子：*n和l二量子数相同的

电子称为同科电子。

19. 壳层：

20. 原子基态：原子的能量最低状态。

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21. 洪特定则：只适合于LS耦合，从同

一电子组态形成的级中，（1）那重数最

高的亦即S值最大的能级位置最低。（2）

重数相同即具有相同S值的能级中，那

具有最大L值的位置最低。

22. 朗德间隔定则：在一个多重能级的

结构中，能级的二相邻间隔同有关的二

J值中较大那一值成正比。

数据记忆：电子电量1.602×10

质量：9.11×10－31－19 C kg

－34普朗克常量：6.63×10

J·ｓ

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玻尔半径：4 0 2

a1 2mee5.29×10－11 m

氢原子基态能量：E=-13.6ev

里德堡常量：R 1.0974 107m 1 RH 1.0968 107m 1

hc c ( 2h ) 玻尔磁子： B 0 e

2me 1.1654 10 29v s m

精细结构常数:：e2

a 7.297 10-3

2 0hc

eB拉莫尔进动频率： f=4ππmv，式中e和m

分别为电子的电荷和质量，μ为导磁

率，v为电子的速度。该频率被称为拉

莫尔频率。

理论解释：

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1，（汤姆逊原子模型的不合理性），卢瑟

福核式模型的建立、意义及不足？

在 散射试验中，平均只有2-3度的偏转，但有1/8000的 粒子偏转大于90度，其

中有接近180度的。

模型：原子有带正电的原子核和带负电

的电子组成，带正电部分很小，电子在

带正电部分外边。

实验现象解释： 粒子接近原子时，它受

电子的作用引起的运动改变还是不大

（库伦力不大）， 粒子进入原子区域，

它还在正电体以外，整个正电体对它起

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作用，因此受库伦力是2Ze2

4 0r2因为正电部分

很小，所以r很小，故受的力很大，因

此可能产生大角散射。

2，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义及不足？

条件：电子只能处于一些分立的轨道，

它只能在这些轨道上绕核转动，且不产

生电磁辐射。

推导过程：

库仑力提供向心力：

（1）

Ze2mv2 24 0rr21

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势能=k-4 10Ze2r （w=

rZe21Ze2dr 4 0r24 0r1库

仑力做负功故势能增）

故能量121Ze21Ze2

E mv 2

（2）

根据轨道量子化条件(3)

联立（1）（3）消去v得

4 0n2h2

r4 2mZe2其中n 1,2,3,......

令a4 0h2

1 4 2me2则

（5） …… 此处隐藏：2457字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……