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氢原子的量子力学.ppt

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量子力学处理方法,氢原子的,,,,,,,x,y,z,θ,φ,,),r,,,电子,原子核,θ,φ,,,,,,,x,y,z,θ,φ,,),r,,,电子,原子核,x,=,r,sin,cos,( r:电子到核的距离),θ,φ,,,,,,,x,y,z,θ,φ,,),r,,,电子,原子核,x,=,r,sin,cos,θ,y,=,r,sin,sin,φ,( r:电子到核的距离),θ,φ,,,,,,,x,y,z,θ,φ,,),r,,,电子,原子核,cos,x,z,=,=,r,sin,cos,θ,y,=,r,sin,sin,φ,θ,r,( r:电子到核的距离),θ,φ,,,,,,,x,y,z,θ,φ,,),r,,,电子,原子核,在球坐标中的薛定谔方程为:,cos,x,z,=,=,r,sin,cos,θ,y,=,r,sin,sin,φ,θ,r,( r:电子到核的距离),ε,θ,φ,,,,,,,x,y,z,θ,φ,,),r,,,电子,原子核,在球坐标中的薛定谔方程为:,ψ,4,r,2,E,h,2m,+,e,r,r,r,2,2,2,2,1,(,),ψ,ψ,ψ,+,+,+,r,r,r,sin,θ,θ,sin,sin,1,1,),),(,(,θ,θ,θ,φ,2,2,2,2,π,0,=,0,,,,,,,,,,,cos,x,z,=,=,r,sin,cos,θ,y,=,r,sin,sin,φ,θ,r,e,e,e,e,e,e,e,e,e,e,,( r:电子到核的距离),用分离变量法解此方程,设解为:,r,,用分离变量法解此方程,设解为:,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,),φ,r,,用分离变量法解此方程,设解为:,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,),φ,代入方程分别得三个微分方程:,r,,用分离变量法解此方程,设解为:,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,),φ,代入方程分别得三个微分方程:,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,(1),,r,,用分离变量法解此方程,设解为:,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,),φ,代入方程分别得三个微分方程:,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,Θ,d,=,(,),1,0,l,θ,sin,d,θ,,d,d,,θ,sin,Θ,θ,,+,+,[,],l,1,(,),,m,2,l,θ,sin,2,,(1),(2),,,r,,用分离变量法解此方程,设解为:,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,),φ,代入方程分别得三个微分方程:,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,Θ,E,R,d,r,e,ε,π,=,(,),1,4,0,0,l,θ,sin,d,θ,,d,d,,θ,sin,Θ,θ,,+,+,[,],l,1,(,),,m,2,l,θ,sin,2,,2,2,2,(,d,d,,r,r,2,d,dR,,r,),1,+,2m,,h,,[,+,r,,2,2m,h,,l,+,l,1,(,),,r,2,],=,0,,,,(1),(2),(3),,,,二、能量量子化,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,二、能量量子化,二、能量量子化,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,m,l,只能取值,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,m,l,只能取值,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,l,只能取值,l,=,0,,1,,2,.,,二、能量量子化,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,m,l,只能取值,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,l,只能取值,l,=,0,,1,,2,.,,当,E,,0,时为了使,满足标准条件,,必须等于:,R,(,r,),求得,E,二、能量量子化,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,m,l,只能取值,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,l,只能取值,l,=,0,,1,,2,.,,当,E,,0,时为了使,满足标准条件,,必须等于:,R,(,r,),求得,E,E,n,h,m,e,ε,π,=,(,),2,1,2,4,0,n,,,,2,(,),4,2,,二、能量量子化,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,l,1,m,l,只能取值,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,l,只能取值,l,=,0,,1,,2,.,,当,E,,0,时为了使,满足标准条件,,必须等于:,R,(,r,),求得,E,E,n,h,m,e,ε,π,=,(,),2,1,2,4,0,n,,,,2,(,),4,2,,式中只能取,n,+,的各正整数值。,二、能量量子化,可以证明,在求解方程(1)及(2)时 为了满足 波函数的标准条件,,l,1,m,l,只能取值,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,l,只能取值,l,=,0,,1,,2,.,,当,E,,0,时为了使,满足标准条件,,必须等于:,R,(,r,),求得,E,E,n,h,m,e,ε,π,=,(,),2,1,2,4,0,n,,,,2,(,),4,2,,式中只能取,n,+,的各正整数值。,n,称为主量子数。,二、能量量子化,三、角动量量子化,可以证明,当角动量为下式给出时,方程 (2),(3)才有解,三、角动量量子化,L,可以证明,当角动量为下式给出时,方程 (2),(3)才有解,l,+,l,1,(,),,,,,=,l,=,0,,1,,2,.,,n,,1,(,),h,,三、角动量量子化,L,可以证明,当角动量为下式给出时,方程 (2),(3)才有解,l,+,l,1,(,),,,,,=,l,=,0,,1,,2,.,,n,,1,(,),这说明角动量只能取由l 决定的一系列分立值, 即角动量也是量子化的。,h,,三、角动量量子化,L,可以证明,当角动量为下式给出时,方程 (2),(3)才有解,l,+,l,1,(,),,,,,=,l,=,0,,1,,2,.,,n,,1,(,),这说明角动量只能取由l 决定的一系列分立值, 即角动量也是量子化的。称l 为副量子数,或角量子数 。,h,,三、角动量量子化,氢原子内电子的状态,,,,,,,,,,,,,,n =1,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,( s ),( p ),( h ),( g ),( f ),( d ),1s,氢原子内电子的状态,,,,,,,,,,,,,,n =1,n =2,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,( s ),( p ),( h ),( g ),( f ),( d ),1s,2p,2s,氢原子内电子的状态,,,,,,,,,,,,,,n =1,n =2,n =3,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,( s ),( p ),( h ),( g ),( f ),( d ),1s,3s,3p,3d,2p,2s,氢原子内电子的状态,,,,,,,,,,,,,,n =1,n =2,n =3,n =4,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,( s ),( p ),( h ),( g ),( f ),( d ),1s,4s,3s,3p,4f,3d,4p,4d,2p,2s,氢原子内电子的状态,,,,,,,,,,,,,,n =1,n =2,n =3,n =4,n =5,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,( s ),( p ),( h ),( g ),( f ),( d ),1s,5f,5d,5p,5s,4s,3s,3p,4f,3d,4p,4d,5g,2p,2s,氢原子内电子的状态,,,,,,,,,,,,,,n =1,n =2,n =3,n =4,n =5,n =6,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,l = 0,( s ),( p ),( h ),( g ),( f ),( d ),1s,5f,5d,5p,5s,6s,6p,6d,6f,6g,6h,4s,3s,3p,4f,3d,4p,4d,5g,2p,2s,四、塞曼效应及空间量子化,塞曼效应:谱线在匀强磁场中发生分裂,四、塞曼效应及空间量子化,塞曼效应:谱线在匀强磁场中发生分裂,,,无磁场时 的谱线,四、塞曼效应及空间量子化,塞曼效应:谱线在匀强磁场中发生分裂,,,,,,,无磁场时 的谱线,在磁场中 谱线的分裂,四、塞曼效应及空间量子化,ν,0,,,,,ν,h,0,p,s,l,=,1,l,=,0,E,0,l,E,0,f,无磁场,,,μ,+,,B,E,0,β,ν,0,,,,,,,,,,,,ν,h,0,+,B,μ,β,B,m,e,π,4,,,ν,h,0,,,ν,h,0,p,s,l,=,1,l,=,0,B,E,0,μ,β,E,0,l,l,l,E,0,l,E,0,f,E,0,f,ν,0,+,B,m,e,π,4,,ν,0,,ν,0,,,,1,1,,0,m,l,,,,,无磁场,弱磁场,μ,+,,B,E,0,β,ν,0,,,,,,,,,,,,ν,h,0,+,B,μ,β,B,m,e,π,4,,,ν,h,0,,,ν,h,0,p,s,l,=,1,l,=,0,B,E,0,μ,β,E,0,l,l,l,E,0,l,E,0,f,E,0,f,ν,0,+,B,m,e,π,4,,ν,0,,ν,0,,,,1,1,,0,m,l,,,,,无磁场,弱磁场,(,),玻尔磁子,,索末菲用玻尔轨道模型对塞曼效应的解释,,索末菲用玻尔轨道模型对塞曼效应的解释,根据电磁理论,绕 核作轨道运动的电子相 当一圆电流,,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,,索末菲用玻尔轨道模型对塞曼效应的解释,根据电磁理论,绕 核作轨道运动的电子相 当一圆电流,它产生磁 矩,μ,与角动量之间的,关系为:,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,,,,,索末菲用玻尔轨道模型对塞曼效应的解释,根据电磁理论,绕 核作轨道运动的电子相 当一圆电流,它产生磁 矩,μ,与角动量之间的,关系为:,L,m,e,μ,=,2,,,,,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,,,,在外磁场作用下,电子的角动,作进动。,绕外磁场,L,B,,,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,量,在外磁场作用下,电子的角动,作进动。夹角,绕外磁场,L,B,,,θ,保持不变,,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,量,在外磁场作用下,电子的角动,作进动。夹角,绕外磁场,L,B,,,θ,保持不变,角动量在外磁场,方向上的分量,也保持不变,,L,L,z,=,cos,θ,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,量,在外磁场作用下,电子的角动,作进动。夹角,绕外磁场,L,B,,,θ,保持不变,角动量在外磁场,方向上的分量,也保持不变,索末菲认为,L,L,z,=,cos,θ,L,z,θ,和,只能取量子化的值。,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,量,在外磁场作用下,电子的角动,作进动。夹角,绕外磁场,L,B,,,θ,保持不变,角动量在外磁场,方向上的分量,也保持不变,索末菲认为,L,L,z,=,cos,θ,L,z,θ,和,只能取量子化的值。,,,,,,,,μ,,,θ,B,,,e,,,,L,,L,z,量,即电子轨道平面只能取某些特 定的方位,称为空间量子化条件。,量子力学对塞曼效应的解释,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,(1),,量子力学对塞曼效应的解释,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,(1),,量子力学对塞曼效应的解释,在求解方程(1)时,,φ,Φ,(,),必须满足标准,条件,,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,(1),,量子力学对塞曼效应的解释,在求解方程(1)时,,φ,Φ,(,),必须满足标准,条件,自然得到,m,l,只能取0,或正负整数,值。,Θ,d,=,(,),1,0,l,θ,sin,d,θ,,d,d,,θ,sin,Θ,θ,,+,+,[,],l,1,(,),,m,2,l,θ,sin,2,,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,(1),,量子力学对塞曼效应的解释,在求解方程(1)时,,φ,Φ,(,),必须满足标准,条件,自然得到,m,l,只能取0,或正负整数,值。,Θ,d,=,(,),1,0,l,θ,sin,d,θ,,d,d,,θ,sin,Θ,θ,,+,+,[,],l,1,(,),,m,2,l,θ,sin,2,,d,m,t,2,0,Φ,,d,2,2,+,l,Φ,=,(1),,量子力学对塞曼效应的解释,在求解方程(1)时,,φ,Φ,(,),必须满足标准,条件,自然得到,m,l,只能取0,或正负整数,值。,在求解上述方程时,得到的解要求,m,l,l,,,m,l,的取值决定电子角动量 L 在外磁场方向,上的投影,的大小,,L,z,h,m,l,的取值决定电子角动量 L 在外磁场方向,上的投影,的大小,即:,L,z,L,z,m,l,,=,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,(,),h,m,l,的取值决定电子角动量 L 在外磁场方向,上的投影,的大小,即:,L,z,L,z,m,l,,=,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,(,),m,l,称为磁量子数,,空间量子化示意图,,,,,,,.,0,L,z,,h,=,m,l,,l,=,0,,空间量子化示意图,,,,0,1,1,=,2,,,,,L,z,,h,,,,=,l,+,l,1,(,),,,,,L,z,,h,,=,,.,0,L,z,,h,=,m,l,,l,=,0,l,=,1,,,2,,,,,,,,,,,,,空间量子化示意图,L,z,,h,=,m,l,,,,,,,0,1,2,2,1,0,1,1,,=,l,+,l,1,(,),,,,,L,z,,h,=,6,,,,,=,2,,,,,L,z,,h,,=,6,,,,,L,z,,h,,,,=,l,+,l,1,(,),,,,,L,z,,h,,=,2,,,,,,.,0,L,z,,h,=,m,l,,l,=,0,,l,=,1,l,=,2,,=,,,,,,,,空间量子化示意图,L,z,,h,=,m,l,,,,,,,,0,1,2,3,2,3,1,0,1,2,2,1,0,1,1,,=,12,,,,,l,+,l,1,(,),,,,,L,z,,h,,L,z,,h,,=,12,,,,,=,l,+,l,1,(,),,,,,L,z,,h,=,6,,,,,=,2,,,,,L,z,,h,,L,z,,h,=,m,l,,=,6,,,,,L,z,,h,,,,=,l,+,l,1,(,),,,,,L,z,,h,,=,2,,,,,,.,0,L,z,,h,=,m,l,,l,=,0,,l,=,1,l,=,2,l,=,3,五、氢原子的电子云,氢原子定态的波函数为:,r,,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,φ,n,l,m,l,,,,,n,l,m,l,,,l,m,l,,,),五、氢原子的电子云,氢原子定态的波函数为:,r,,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,φ,n,l,m,l,,,,,n,l,m,l,,,l,m,l,,,),决定的定态,电子出现的几率,对于由,n,l,m,l,,,,,密度为:,五、氢原子的电子云,氢原子定态的波函数为:,r,,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,φ,n,l,m,l,,,,,n,l,m,l,,,l,m,l,,,),决定的定态,电子出现的几率,r,,ψ,θ,φ,(,),,,n,l,m,l,,,,,,,2,对于由,n,l,m,l,,,,,密度为:,五、氢原子的电子云,氢原子定态的波函数为:,r,,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,φ,n,l,m,l,,,,,n,l,m,l,,,l,m,l,,,),决定的定态,电子出现的几率,r,,ψ,θ,φ,(,),,,n,l,m,l,,,,,,,2,其中,R,(,r,),n,l,,,,,2,给出不同,处的几率密度。,r,对于由,n,l,m,l,,,,,密度为:,五、氢原子的电子云,氢原子定态的波函数为:,r,,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,φ,n,l,m,l,,,,,n,l,m,l,,,l,m,l,,,),决定的定态,电子出现的几率,r,,ψ,θ,φ,(,),,,n,l,m,l,,,,,,,2,其中,R,(,r,),n,l,,,,,2,给出不同,处的几率密度。,r,(,),Θ,θ,l,m,l,,,,,2,给出不同,处的几率密度。,θ,对于由,n,l,m,l,,,,,密度为:,五、氢原子的电子云,氢原子定态的波函数为:,r,,ψ,θ,φ,R,Φ,(,),,,=,(,),(,(,r,),Θ,θ,φ,n,l,m,l,,,,,n,l,m,l,,,l,m,l,,,),决定的定态,电子出现的几率,r,,ψ,θ,φ,(,),,,n,l,m,l,,,,,,,2,其中,R,(,r,),n,l,,,,,2,给出不同,处的几率密度。,r,(,),Θ,θ,l,m,l,,,Φ,(,φ,m,l,),,,2,,,2,给出不同,给出不同,处的几率密度。,处的几率密度。,θ,φ,对于由,n,l,m,l,,,,,密度为:,五、氢原子的电子云,电子的,图线,R,(,r,),n,l,,,,,2,~,r,,,,,R,(,r,),n,,,2,a,0,2,a,0,r,0,1,s,电子的,图线,R,(,r,),n,l,,,,,2,~,r,,,,,,,,,,R,(,r,),n,,,2,R,(,r,),n,,,2,a,0,2,a,0,3,a,0,6,a,0,9,a,0,r,r,0,0,1,s,2,s,电子的,图线,R,(,r,),n,l,,,,,2,~,r,,,,,,,,,,,,,,,R,(,r,),n,,,2,R,(,r,),n,,,2,R,(,r,),n,,,2,a,0,2,a,0,3,a,0,6,a,0,9,a,0,a,0,6,a,0,12,a,0,18,r,r,r,0,0,0,1,s,2,s,3,s,电子的,图线,R,(,r,),n,l,,,,,2,~,r,六、电子的自旋,1921年,施忒恩(O.Stern)和盖拉赫 (W.Gerlach)发现一些处于S 态的原子射 线束,在非均匀磁场中一束分为两束。,六、电子的自旋,,1921年,施忒恩(O.Stern)和盖拉赫 (W.Gerlach)发现一些处于S 态的原子射 线束,在非均匀磁场中一束分为两束。,,,,,,,,,,,,N,S,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,六、电子的自旋,,1921年,施忒恩(O.Stern)和盖拉赫 (W.Gerlach)发现一些处于S 态的原子射 线束,在非均匀磁场中一束分为两束。,,,,,,,,,,,,N,S,,,,,,,,,,,,,原子炉,,,,,,,,六、电子的自旋,,1921年,施忒恩(O.Stern)和盖拉赫 (W.Gerlach)发现一些处于S 态的原子射 线束,在非均匀磁场中一束分为两束。,,,,,,,,,,,,N,S,,,,,,,,,,,,,准直屏,原子炉,,,,,,,,六、电子的自旋,,1921年,施忒恩(O.Stern)和盖拉赫 (W.Gerlach)发现一些处于S 态的原子射 线束,在非均匀磁场中一束分为两束。,,,,,,,,,,,,N,S,,,,,,,,,,,,,准直屏,原子炉,磁 铁,,,,,,,,六、电子的自旋,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩,,,s,m,,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,s,m,,由自旋产,,,S,,,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,,,s,m,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,,,s,m,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,,,s,m,=,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,+,1,(,),,2,1,,2,1,,h,,,,s,m,=,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,+,1,(,),,2,1,,2,1,,h,,3,,,2,h,,=,,,s,m,=,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,+,1,(,),,2,1,,2,1,,h,,3,,,2,h,,=,在外磁场中自旋角动量,在外磁场上的投影,只能有两种取值,即:,S,S,,,,z,s,m,=,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,+,1,(,),,2,1,,2,1,,h,,3,,,2,h,,=,在外磁场中自旋角动量,在外磁场上的投影,只能有两种取值,即:,S,S,,,,z,S,z,=,m,s,h,,,,s,m,=,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,+,1,(,),,2,1,,2,1,,h,,3,,,2,h,,=,在外磁场中自旋角动量,在外磁场上的投影,只能有两种取值,即:,S,S,,,,z,S,z,=,m,s,h,,m,s,=,+,,1,,2,,,s,m,=,1925年,乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck ) 和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋 假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。 由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 生的角动量为,,由自旋产,,其方向与磁矩方向相反。,S,根据量子力学的计算,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,+,1,(,),,2,1,,2,1,,h,,3,,,2,h,,=,在外磁场中自旋角动量,在外磁场上的投影,只能有两种取值,即:,S,S,,,,z,S,z,=,m,s,h,,m,s,=,+,,1,,2,,,m,s,,自旋磁量子数,s,m,电子自旋及空间量子化,S,,,,,,电子自旋及空间量子化,S,,,,,,,,,,,,S,z,=,m,s,h,,,,1,,2,+,1,,2,S,z,h,,,z,电子自旋及空间量子化,S,,,,,,,,,,,,S,z,=,m,s,h,,,,1,,2,+,1,,2,S,z,h,,,=,s,+,s,1,(,),,S,h,,3,,,2,=,z,电子自旋及空间量子化,氢原子核外电子的状态,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,1. 主量子数,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,1. 主量子数,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,1. 主量子数,E,ε,π,4,0,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,n,l,=,1,2,3,.,(,),,1,1. 主量子数,2. 副量子数,E,ε,π,4,0,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,n,l,=,1,2,3,.,(,),,1,决定电子绕核运动的角动量,L,l,+,l,1,(,),,,,,=,1. 主量子数,2. 副量子数,E,ε,π,4,0,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,n,l,=,1,2,3,.,(,),,1,决定电子绕核运动的角动量,L,l,+,l,1,(,),,,,,=,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,1. 主量子数,2. 副量子数,3. 磁量子数,E,ε,π,4,0,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,n,l,=,1,2,3,.,(,),,1,决定电子绕核运动的角动量,L,l,+,l,1,(,),,,,,=,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,决定电子绕核运动角动量的空间取向,h,L,z,m,l,,=,1. 主量子数,2. 副量子数,3. 磁量子数,E,ε,π,4,0,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,,n,氢原子核外电子的状态,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,n,l,=,1,2,3,.,(,),,1,决定电子绕核运动的角动量,L,l,+,l,1,(,),,,,,=,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,决定电子绕核运动角动量的空间取向,h,L,z,m,l,,=,m,s,=,+,,1,,2,1. 主量子数,2. 副量子数,3. 磁量子数,4. 自旋量子数,E,ε,π,4,0,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,,E,n,ε,π,4,0,氢原子核外电子的状态,1. 主量子数,=,1,2,3,.,决定电子在原子中的能量,n,n,n,=,,,m,e,4,(,),2,2,(,),2,,2,1,2. 副量子数,l,=,1,2,3,.,(,),,1,决定电子绕核运动的角动量,L,l,+,l,1,(,),,,,,=,3. 磁量子数,m,l,0,,1,,2,.,,=,l,决定电子绕核运动角动量的空间取向,h,L,z,m,l,,=,4. 自旋量子数,m,s,=,+,,1,,2,决定电子自旋角动量的空间取向,S,z,=,m,s,h,,
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