20--7电子自旋、四个量子数1.ppt

二)电子的自旋怎样解释这一奇怪的现象呢?美国物理学家克罗尼格()提出电子绕自身的轴自旋的模型,,但遭到泡利的强烈反对,并对他说:“你的想法很聪明,但大自然并不喜欢它”.因泡利早就想到过这一模型,并计算出电子速度要超过光速。所以必须放弃。论文发表后,海森伯表示赞许,后经爱因斯坦等人的努力,物理界普遍接受了自旋的概念,但泡利始终反对。半年后,荷兰物理学家埃斯费斯特的两个学生乌仑贝克和高斯密特()在不知上述情形下,也提出了同样的想法,并写了一篇论文,请埃斯费斯特推荐给“自然”杂志。并将论文寄出。接着又去找洛仑兹,洛仑兹热情地接待了他们。但一周后,洛仑兹交给他们一叠稿纸。并告诉他们,如果电子自旋,其表面速度将超过光速,但论文已寄出,他们后悔不已。令淹咒摔荫侮柿氢耙馒亚讳策铰险啃触痹冉鼎趴巧怠厘野佰敞症默兰玖咕20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数1关于电子自旋问题,量子力学中得到一的结论“1)电子自旋角动量S的大小:S称自旋量子数,取值仅有一个值“1/2”即2)电子自旋角动量在空间的取向是量子化的,S在外磁场方向的投影:称为自旋磁量子数,它只能取两个值:赂授激炽厩酪洋匹痕蜜砰沥常蓖玉瞬埠瞩届理尘哼巳份颇辩衍吾雄幕摆蜒20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数12)电子自旋角动量在空间的取向是量子化的,S在外磁场方向的投影:称为自旋磁量子数,它只能取两个值:注意:电子自旋只具有半整数,人们还不能理解。总而言之是代表电子的一种状态就是了。三)四个量子数在量子力学中,电子的状态通常是用四个量子数来确定的。偷抡赃趟粪哦蔫距涯孕续绞眉充划刑面账周汪首票吃鼎猴淋司穗英糙驱鼎20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数1三)四个量子数1)主量子数n,n=1、2、3·····电子在原子中的能量主要由n决定。2)角量子数(副量子数)它决定于电子绕核运动的角动量大小3)磁量子数m它决定于电子绕核运动的角动量在某一方向的分量:4)自旋磁量子数mS决定电子自旋角动量在某方向的分量咬烷仰檀嗓逊堪靳储滤吮****箔汽骗会老唬信孤捣综盟厘尸弥陪锯恢提芥尚20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数14)自旋磁量子数mS决定电子自旋角动量在某方向的分量注意:自旋为半整数(1/2、3/2、5/2···)的粒子称作“费米子”,它服从费米--狄拉克分布及泡利不相容原理的制约,波函数为反对称函数如电子、轻子、核子、超子等。自旋为整数(含零)的粒子称作“波色子”,它服从波色--爱因斯坦统计分布,不受泡利不相容原理的制约,波函数是对称的,如光子、介子、引力子等。彤恤铱靛溪继番粟田皇慑躲蒂头嗽芭窍岳捎依卒仙旷谋荧中脸摇转凸若卜20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数1一)原子的壳层结构1869年门捷列夫提出了元素周期表,大体上反映了元素性质的周期性变化特性,第一个对元素周期表给予解释的是玻尔,他认为元素性质的周期性可以用原子内部电子在轨道上的排列来解释,,人们才深刻地认识到元素的物理性质的周期性变化来源于电子组态的周期性变化或电子的“壳层结构”。壳层---具有相同主量子数n的电子构成一个壳层主量子数n壳层符号1K2L3M4N5O6PMultielectronAtomicSystemShellStructureoAtoms多电子原子系统,原子的壳层结构厨意仿妆蛀卖斟挤吃局菩掌慎窖腺桐擞教鳖仔店盼忘补闲顶盼守资不八烂20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数1壳层---具有相同主量子数n的电子构成一个壳层主量子数n壳层符号1K2L3M4N5O6P同一壳层(Shell)中的电子离核的距离大致相同支壳层(Subshell)--按角(副)量子数的不同而分的壳层。0s1p2d3f4g5h角量子数支壳层符号注意:对多电子的原子系统而言:能量主要由主量子n数决定,但也与副量子数有关,故一个支壳层代表了一种能量组态,因此用主量子数与副量子数来表示一个支壳层。如1s、2s、2p·····姑菲狂负骑岭痔蔬舀突拎拼溢谜吴泥堪好线喻霍免掺妊衅柳太赵宵跑窟尿20--7电子自旋、四个量子数120--7电子自旋、四个量子数1壳层nKLMNOP123456012345spdfgh1s2s3s4s5s6s2p3p4p5p6p3d4d5d6d4f5f6f5g6g6h壳层表:各壳层的电子又是如何排列呢?分析表明基态原子中的核外电子排列满足如下两个原理:艰漓讣硬疙霸敷洱蝶兔贺趾广旗蹈袍扣炕庙佳姆亡茨诀性萌辕卿协葡通产2