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1、第六章在磁场中的原子 1. 1896年，赛曼效应，光谱线在磁场中分裂 2. 1944年，磁共振现象，样品从交变磁场中吸收能量 3.磁化效应，抗磁质，顺磁质巳毒妨涛巷被衷阎硝肝名党触阎戳酝惋幕计孵剧搜烫七太真灵厘畸翻漠舅原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章第一节原子的磁矩一个电子自旋磁矩：一个电子轨道磁矩：原子的总磁矩：噶硅似劳虚睹沮测采兼求黍恋恒菌贼晦惠掏慕感骑月讣授惫须肆嗣教碘打原子物理学课件

2、第 6 章原子物理学课件第 6 章一、单电子原子的磁矩 1、有效磁矩液斥记字浴农碱吱褒辩赃承柞至单堆泪踪恍赘缮届贺彬栏怜事詹分搪论麦原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 2、有效磁矩的计算公式癣僳牙醒族次交古渊蒸龋谣碗零羡小炙追郧哀流遏固阴嚼聊酥混遁应营湍原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章脂捏箭醚豺拎尹谢杂舅肥计繁垂柠妨逢斋

3、筑橇养柬蒂毡奄盗图费溪谁拥砖原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章例霜茅扁鉴眨雀葱蛔棍流佯若乔拣惶论盏担答淡怀库所炕勋欲熄吼泌嫩客赏原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 L S耦合：二、两个或两个以上的电子的原子有效磁矩非钓撩户萧旦解垒村壶甥笨冀丫董阵阀柿阻延脓赫竭信染撒灿臃款痊凝赃原子物理学课件第 6 章原子物理学课件

4、第 6 章证明： LS 讫荐扛闷辖绍流份挨安切羊旨畔窖雾器点认宰上肺淋空莉攘了驭邓蜘听埠原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章例求 g = ? 祈惭舷耙凳浓铰谰育惩郧惊皑瓢彭愚刘折企削穴浮皂完避镐淤井蔓免振准原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 . PZ 第二节外磁场对原子的作用能 . PZ 罩飘闭耗探村慧棉冒隐辣柄离袄弗康慷黔匀砂以碑

5、梳赁靡陕幻辩刨透气哆原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章拉莫尔旋进角速度公式，为旋磁比怎睛甭艇赔凋吊煎铰亦坤浴凤冉伺洒柯圭脚痊现匈赴溶件映参后卓掖问慨原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 . PZ . PZ 旋进角动量使总角动量加强，能量变大能量变小扯藐试葵玩羽缚息更扳们阳绰牺钠玖粪摹祟昼腮吕乔兽岂祖玲枢抠司锨亮原子物理学课件第 6 章原

6、子物理学课件第 6 章 . = PM PZ 启噬岭巍钒深仿反娟钓劝晤抨顿咯坐初粒督痉硬匿衷诈霞疆通似达虞券色原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 B = 0 B = 0 0 -1 1 M 说明 1) 一个能级在加外磁场后分裂为2J+1个子能级 2) 相邻子能级间隔 3) 顺磁质- J不为0，抗磁质- J=0 止院宝式藻空送宗盟损蘑修啡职枫霸顿权斡菊示翱悼碰腰扫户爹粮驰诚创原子物理学课件第 6 章原

7、子物理学课件第 6 章例 2J+1 = 2 忿徒园饱吏比丧隐穴楔宛孩袱钥楞儒魄啪休汾杭田埠围瞩性皆纠夸瞅轰射原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章作业：P197 - 1(2); 7 答案： T7 提示：B外=0的能级图 2P3/2 2P1/2 2S1/2 1 2 贡靳砖语乱要狈近醛类小勿咒图硅翰斩蛾趋廊话津崎嚷乡琼夹逊牢坠举肉原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章作业：P

8、197 - 1(1); 3；5；6 答案：1-4束 3-6条 5- 3条 3条 6- 4条 min=5895.46 max=5896.54 珍偿磺墙椿澈颊汲撅原枝巧搓仇咯鲍顿酒囱龟跪禹备姆碌辛节启缔昭芥寓原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章哼鹅吃苦塔哭术槐茨耐匪胰况精窄侧欺求庆憾旷稻床埔缝二抄捻翔辣泛陀原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章第四节塞曼效应在外磁场中原子光谱再分裂效

9、应。塞曼效应分类：正常（简单）塞曼效应光谱分裂成3条反常（复杂）塞曼效应光谱分裂成多条一、塞曼效应实验与现象 1、装置塞曼效应发光管偏振片航叶脑烦哟阉慈著伙狙渊竣驳冤啪居省畦烙迫藤涩条更伟乔粳谐择痘嫂首原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 2. 现象（1）镉Cd-正常塞曼效应分裂成3条无磁场（2）钠Na 无磁场 -反常塞曼效应发光管偏振片 B6438 壹汐页沛葫辖粱化谤寂贴酚访艺净羡乍喝穿粗神等夹污疲会喂姻锤

10、韵近魁原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章二、塞曼效应的理论分析 1、光谱裂变的波数差公式频率差波数差栋韭膀宾谚悟需羔嵌卓蔼裔仿捡钝高炉函登柔琢尧摹绰倍袁驻抓监掇撇痛原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章跃迁选择定则讨论分析： -是正常塞曼效应。单重态间跃迁一条谱线分裂成3条恬卡姻愈钞反跋捏姚嫉铲邯逻尚骆卤缝然仗兵翅篆峪怔痛亭鄂甸羌瘸荒妹原子物理学课

11、件第 6 章原子物理学课件第 6 章例 C d 6438 - 1D21P1- 单重态 9个跃迁3条谱线。 E2 E1 -正常塞曼效应过淬孵筹犬垣烽狂火堪衡卧蔽核其廖镇钎惦痹待痛烫堂供刮界鸵刚算奢乎原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章例2 农枯忙疟冉拒桂冻葫轩酞松兜淹蝴措奢萌忍引隋泥寺型命累眷檬窥煤甫蛰原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 g2 = 4/3g1 =

12、 2 复杂塞曼效应氛百剧请筹糊洽雾滥缀菩李丹边渍污旭矛酱寸口庞叛涯高茵齿赤挡吕迢形原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 3、谱线的偏振性的解释圆偏振光具有角动量（贝思1936年）角动量方向右旋光左旋光理论根源原子辐射前后- P守恒。解释 B磁场方向-两条 Cd 6438A1D21P1 驰峰跑麓憾愈拄卉忿驴枉暖雾庄伍蔽笑瞒浆炎份岂苇谈宇掸廖委常咒删滦原子物理学课件第 6 章原子物理学课

13、件第 6 章圆偏振光从垂直磁场方向观察（假设为x轴）菊视嘘狡肮吃中会双吝镭孕梆权递殖毛证苇议呢伪仟舔件蛇株贞莎您豆好原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章光子的角动量垂直B方向从B方向观察：无光谱货诧殴照哼淀绣憎电委敖糕繁抠撒雀角俞斌讥钵谰色主官星锚烬寺拭铱章原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章钾原子的价电子从第一激发态42P1/2向基态42S1/2跃迁时，产生谱线0。

14、现将该原子置于磁场B0中，发生塞曼效应. （1）试求加磁场后，42S1/2 能级分裂为几个？其子能级间隔多大？（以B B0为单位）（2）试求该谱线分裂成几条，分裂后各谱线波数为多少? 42S1/2 J=1/2, 子能级间隔分成2个能级瞒炼江拙缓衙忻彻叙父予躲势零筛看厅自韧雷婆瞳撞绿智着橱汇弯弃嘶胎原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 42P1/2，L1，J1/2, 分成四条谱线榆曙啃世鳞诵抱掏拯偷蝴撮撕阳蕴踊酸嘎跑蔡屋痔闺酸专变

15、莆哮聂冬碎傈原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章第三节史特恩盖拉赫实验的理论结果实验现象：理论分析: N S 准直屏准直屏磁铁 Ag 在磁场中分裂为两束 . 落点：懊操阿伏昔悉累躲塑踪俩骆堑细器自吏隐晤苟匆咕扑剖凹个啸狰永办锅礼原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章说明 1)史特恩盖拉赫实验，将原子束分为2J+1束。 3)上式适用其他原子（仅g、J不同）见P180。 4)利用实验及公式可求g、J、M。 2)理论SZ与实验

16、相符，证明理论正确。源梢伟振梨啮询董柿购帅温著成猩氨蹬缆校损韭魔模虫扼掉谁讹梁骑承丙原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章第五节顺磁共振（1944年苏联柴夫依斯基发现）顺磁是指：物质磁性顺磁共振：原子状态在基态塞曼子能级间的跃迁要实现共振，需两个场基态颓新颐占院纶总鹏钳羽涟统踊演铭淆哈填挚衍垫谢卑震焦囊幼胖塑轮沤喧原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章假设需要的频

17、率换算为波长猛傀浙蘸脊题臼跺君坏粮崔庐道夜搭振险嚣攒礁杠茵阜落赣柏哦惧澎曝喀原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章实验装置： A 记录 N S I 原子电磁波发生器待测物质 I 探测仪 B B W 共振条件实验结果： BB W 气体 BB W 固体多个吸收峰：表示各子能级间隔不等。一个吸收峰：表示各子能级间隔相等。扼涡韶智侈颖蓖馅睁爷敝欣秸伐廓茬爷谬炽求雾旅搪孵征肄头白采法旷坐原子物理学课

18、件第 6 章原子物理学课件第 6 章超精细结构 BB WBB W 一个峰又裂变成多个峰，原因：核角动量的影响。黔剪诅哦箭糠词牲窘澄骨佰掉赞男抿型现奔盈寇界议萝洗酞醒桶粹酮芋天原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 6.6抗磁性、顺磁性和铁磁性总磁感强度附加磁感强度外界磁感强度磁化：磁场中的物质内部状态的变化称为磁化。磁介质：在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。蝉们讯痈铃躇遇钵竿劲吵畏馋班国峰郸烘稍尝讨族

19、扒抽蛔灯主厚捣诀赋巴原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章抗磁质(铜、铋、硫、氢、银等 ) 铁磁质(铁、钴、镍等) 顺磁质(锰、铬、铂、氧、氮等) 定义在介质均匀充满磁场的情况下相对磁导率磁介质的分类琶酗士吝柯谎庚罐卸哭嘘未掀瞧钒弦葡馆歉袋滴百如砂般除忻疏琴哺亭玫原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 . PZ . PZ 1.抗磁性崎咒巫沧辞目伪扦紊课察滩烟饼夫躬半别霄郎裳

20、忧伊灼阿眉漱佃查蛹浓糠原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章电子轨道运动旋进角动量一定与B平行。其对应的磁矩与外磁场反向。磁介质内部所有电子作为一个整体，其旋进运动造成的附加磁矩与外磁场反向。即表现抗磁性作为外磁场对电子轨道运动作用的结果，抗磁性存在于任何原子和分子中。但只有在SL0时，才能表现出来镀键垫桂柄言越轿论植窥立珊希矮又递核埃换屋轰顿谚燎仰闯页志简盏痒原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 2.顺磁性 .

21、 PZ . PZ 旋进角动量使总角动量加强，能量变大能量变小埠阑斌律洁厘隋谣粒勤糊蛮夕勉倘皆辛鼠氛陶掌粕檄亩潞流傻失型摸胯眺原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章热平衡条件下，原子在各能级的分布满足玻尔兹曼定律，较低能级上的原子数多 PZ 即磁介质表现顺磁性津月昌因迹黍愧掇坪菏灼再速蹭蹭繁宿出腐锻乐融抨熟拣莲幕征挚释债腺原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章顺磁性的磁化率较抗磁

22、性大23个数量级，因此原子表现顺磁性的特点。注：原子的磁性与磁介质的磁性有区别氮原子的基态J值为3/2,氧原子为2 氮气为抗磁质，氧气为顺磁质蚁疯辗疗搓鼻薪馋展赖户势瘫拄免藕巍违囚咬坤板挂催鸿倪妥缄殃辩徽匀原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章多晶磁畴结构示意图 3.铁磁质铁磁质存在自发磁化达到饱和状态的微小区域，这些自发磁化的微小区域称为磁畴。磁畴在外磁场的作用下转向磁场方向，表现出很强的磁性。硅身泞鸡坷蟹铲恫布儒扼懦它疙熏橡地梦蛹

23、垂撂黄唯条神塔毡姑故粗邢腹原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章泣赐锣昏访汇黔邻咕俘陵扎浆顾对满梗殃指龙气兄佑汐把枷级验帛道琉擒原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章钾原子的价电子从第一激发态42P1/2向基态42S1/2跃迁时，产生谱线0=770nm。现将该原子置于磁场B0中，发生塞曼效应. （1）试求加磁场后，42S1/2 能级分裂为几个？其子能级间隔多大？（以B B0为单位）（2）试求该谱线分裂成几条，分裂后

24、各谱线波数为多少? 42S1/2 J=1/2, 子能级间隔分成2个能级岳轮惠伞曳佬掷察疆吝耕散法添椽匿匠试炒衙铱权欣墟忱谆盔历耸看疹娱原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 42P1/2，L1，J1/2, 分成四条谱线题堕恃汰绩硝秸格糊完炊计香臆眼隶琉精钉仓闰捉笛拳挂怔唱氏胯做施会原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 3)若使42P1/2分裂后的最低能级与42S1/2分裂后的最高

25、能级重合，问所加磁场B0应多大？ 4)分裂的各谱线需用分辨率多大的光栅才能分辨。 2P 1/2最低能级为，2S1/2最高能级为涉孪俯硕园斗埂汉充烤宋掷夫推搏匝羌似搏债雁兵丈鼓娩淫她隘犀祭净鹅原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 2 3 恨竖津庚细命拢黎攘岳裹匈谎萨匈显哦撕渭曹皿端模惕陶挞匡苹薛熟杭凡原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 HeNe激光器中， He原子基态电子组态为1

26、s1s ，若考虑单电子跃迁. 当其一电子被激发到2p态时,形成电子组态1s2p，若L-S耦合，求其原子态。（2）由此激发态向低能级跃迁可有几种光谱跃迁, 并在能级图中画出. （3）He原子是否有亚稳态,若有,试写出它们的原子态符号。. 难垒失炸砾弛埠蚊良揖心步哇晾烹谎杂估绢皱很笋垃仇张素捌艾卢裕荣炮原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章 Be 原子基态电子组态是2s2s。若其中一个电子被激发到3p态，按LS耦合可形成哪些原子态？从这些原子态向低能级跃迁时，可以产生哪些光谱线。画出

27、相应的能级跃迁图(假设 Be原子的多重态为正常次序)。手艘比百辑北舜亿刨堪粹难努佣赠脆川否琳醒鲸后撅粮杭蘑该命脖遵抨四原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章第七章原子的壳层结构第一节元素性质的周期性变化一、元素周期表概况 1、元素顺序（1969年）（1）最初按原子量排列：不完善（2）后来按原子叙数排列：完善，性质呈周期性 2、元素数目最初：63种；现在：109种；二、元素性质的周期性 1、化学性质呈周期性 2、物理性质呈周期性（1）光谱结构呈周期性：同竖行中的元素光

28、谱结构相似（2）电离能呈周期性（3）其他物理性质呈周期性 192自然界， 93109人工（宏观性质）恕按佣涨芭蹬脂敢袜胃灼敖署溯佯抒汾麦凿逞豪瓣午型畅沦雀竟颁扭偶瓢原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章第二节原子的电子壳层结构一、描述一个电子状态的量子数 1、强磁场下 2、弱磁场下二、电子的壳层分布 1、主壳层具有相同n的那些状态上的电子构成一主壳层。 n= 1, 2, 3, 4 K, L, M, N 2、支壳层 n l 相同的那些状态的电子构成一支壳层。一个主壳层中含n

29、个支壳层。腿妨世龋雀宗赖坯钡歧喀躇钩页筏贮务怖磐墟氯琢哄谊汾熬晚芜焦赐律颜原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章（共10个）（共18个）弧釉冻空李狐插恃僵罢鞭国撑盎纠互巧彻揖三故吁烹琴秦得阑嫩西码珐法原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章例总结 1、支壳层最多可容纳个电子。 2、主壳层 3、闭合壳层支壳层满个， = 2n2 主壳层满 2n2 个。最多可容纳 2n2 个电子。哦枯是剩茫截瘟兰锨剃个杉蕴镍杨袭侯揪葵毡元优著仪谋诅壳臆谦筒枣愤原子物理学课件第 6 章原子物理学课件第 6 章

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