原子物理04.ppt

第四章碱金属原子§4.1碱金属原子光谱与能级与氢光谱的情形类似，里德伯研究出碱金属原子光谱的波数也可以表达为二项差2025/12/7图4.1.2锂原子能级图Li原子各线系波数写为钠原子四个线系的波数的表示式为4.2.1碱金属原子的价电子模型4.2.2原子实极化和轨道贯穿
1.原子实的极化4.2.3碱金属原子光谱和能级的形成4.2.4跃迁选择定则分析§4.4史特恩—盖拉赫实验4.4.3由于原子具有磁矩，因此，它在外磁场中将受到力矩的作用4.4.2史特恩-盖拉赫实验N2025/12/7史特恩正在观测θ是磁矩与磁场方向的夹角，μz是磁矩在磁场方向的分量。当θ<90°有F>0，即力是沿着磁场方向的；当θ>90°，F<0，即力是逆着磁场方向的μz讨论：§4.5电子的自旋假设自旋是什么？
不能用经典的图象来理解当S=1/2时2025/12/7图4.6.1电子角动量矢量图从图4.6.1可知，θ有两个值，j值较大的(j＝3/2，θ>90°，ΔE>0，故能级较高；j值较小的(j=1/2，θ<90°，ΔE<0，故能级较低，这样构成双层能级。2025/12/7按照毕奥·萨伐尔定律，电子感受的磁场强度应等于把(4.5.7)、(4.6.5)、(4.6.6)三式代入(4.6.3)式，就得4.6.10讨论：4.6.3碱金属原子态的符号
表4.6.1碱金属原子态的符号2025/12/72025/12/7例题4.6.1钾原子的共振线具有双线结构，波长分别为766.4nm和769.9nm.试计算的相应的双层P能级的间隔，并估计电子轨道运动所产生的磁感应强度。
解：4.7氢原子光谱的精细结构与兰姆移位
实验已发现氢原子光谱和碱金属原子光谱类似，也呈现精细结构。但由于氢原子不存在轨道贯穿和极化现象，因而它的自旋轨道耦合能Els比碱金属原子小很多，与其相对论效应导致的附加能Er同数量级。所以在研究了碱金属原子光谱精细结构之后，再来讨论氢原子光谱精细结构的问题。2025/12/72025/12/7(1)当l=0时，(4.7.7)式中只有一个j值，故能级只是向下移动而不发生分裂，并且随n的增大，这种移动迅速减小。
(2)当l≠0时，(4.7.7)式中每一个
j联系着两个l，可见具有相同n值
及相同j值，而具有不同l值的能
级是简并的。例如，22P1／2
与22S1／2能量相同；32D3／2
与32P3／2能量亦相同。
这一点与碱金属原子的情况不同。
(3)精细结构能量与n3成反比，也
随j(或l)的增加而减小。4.7.2氢原子光谱的精细结构四个量子数小结2025/12/7