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1、.§4.3 碱金属原子光谱的精细结构一碱金属光谱的精细结构碱金属光谱的每一条光谱是由二条或三条线组成，如图所示。二、定性解释为了解释碱金属光谱的精细结构，可以做如下假设：1P、D、F能级均为双重结构，只S能级是单层的。2若一定，双重能级的间距随主量子数的增加而减少。3若一定，双重能级的间距随角量子数的增加而减少。4能级之间的跃迁遵守一定的选择定则。根据这种假设，就可以解释碱金属光谱的精细结构。§4.4 电子自旋同轨道运动的相互作用一、电子自旋角动量和自旋磁矩1925年，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，由于自旋而具有自旋角动量和自旋磁
2、矩，它们是电子本身所固有的，又称固有矩和固有磁矩。自旋角动量：，外场方向投影：， 共个，自旋磁矩：外场方向投影：共两个Þ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。二、电子的总角动量电子的运动=轨道运动+自旋运动轨道角动量： 自旋角动量： 总角动量： ，当时，共个值当时，共个值由于 当时，一个值。当时，两个值。例如：当时， 和不是平行或反平行，而是有一定的夹角当时 ，称和“平行”当时 ，称和“反平行”原子的角动量=电子轨道运动的角动量+电子自旋运动角动量+核角动量。原子的磁矩=电子轨道运动的磁矩+电子自
3、旋运动磁矩+核磁矩。 三、电子轨道运动的磁矩电子轨道运动的闭合电流为：“-”表示电流方向与电子运动方向相反面积：一个周期扫过的面积： 是量子化的 量子化的。 Þ 玻尔磁子 空间取向量子化四、自旋轨道相互作用能电子由于自旋运动而具有自旋磁矩：具有磁矩的物体在外磁场中具有磁能：电子由于轨道运动而具有磁场：考虑相对论效应后，再乘以因子做修正是一个变量，用平均值代替： 其中：代入整理得：原子的总能量：五、碱金属原子能级的分裂，能级分裂为双层当时，当时，双层能级的间隔： 讨论：1能级由、三个量子数决定，当时，能级不分裂；当时，能级分裂为双层。2能级分裂的间隔由、决定当一定时，大，小，即当一定时，大，小，即3双层能级中，值较大的能级较高。4碱金属原子态符号：如 ；.