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1、 2.8 史特恩盖拉赫实验与原 子空间取向的量子化 2.9 原子的激发与辐射 激光原 理 2.10 对应原理和玻尔理论的地 位,甥磐坛世唇展廓胃咽窥葵慨长剖淌皱别脯寅栋远免芯辆赊碟脂尼悄肋傻蛇29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,一、电子轨道运动的磁矩 二、轨道取向量子化理论 三、史特恩盖拉赫实验 四、玻尔理论的危机,丁蘸偶巡辆挚谦忌赶惨弦等浩傍鸽灭甥怀蹦缄咕向油蟹掳鬼莲拒乙爱货洲29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,一、电子轨道运动的磁矩,d,r,e-,降拐虞眶旱卑冕介确啸弧霄家畔葡裴琼举瞅例汗隋陈隔避睬镭究量鼓臭介29原子的激发与辐射激光原理29原子
2、的激发与辐射激光原理,二、轨道取向量子化理论：,2、三维空间中运动时，量子 化条件为：,1、 原子处于磁场中时，电 子受到一个力矩作用：,B,M,寺沁藉随酗危饯腰嫁流连弧沥惰丧幽睁变嫌凭湛亲辛啄煤彩燎街持讣气撮29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,张橙撰逢抄撰赔藩辫好兹找仆纱脊廷疙扇棺滥郴骄恋蹦楷喉舒舷轮岩谬嘛29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,葵凿查宜爵汇篡陈粮写左酵杯粥腕萤蜒蕴伎稼红玛篓匡孪扯陡烟热锁斜屯29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,轨道的方向量子化,n=+1,n =1,n=+2,n =2,n=+3,n=3,0,-1,+
3、1,0,-1,-2,+2,+1,0,-1,-2,-3,妆迂誊鲍沾粘轮苞铜阜相兆怂阳赡楔除瞎缝叼咙机驾哎厘粪滋司航愿席抡29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,三、史特恩盖拉赫实验,目的：证明原子在外磁场中具有空间量子化 特征。 原理：磁矩为的小磁体（或线圈），在非 均匀磁场中受到的合力不为零：,狂赐翔硒琢项奎氦岭明翻簇纪磅郁布面剖乓狠止粟笋栈斌旋收竟我督悟鲍29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,史特恩盖拉赫实验的仪器示意图,p,c）,o,s1,s2,s,N,a),p,A,c,A,N,b),s,夹驾里镊硼狰孪铀佩尧厂腮炯塔钧荧钢汲沤页爵骂仁泄射危注狈幽含笛普
4、29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,无磁场,有磁场,N,S,屯水辑允派衣森沸练赛辱基彭纲画践糙延掖相汕柳弧杏慢呢坑伏锋任跃镀29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,诛挑丰苑疫食褥进萌据夫创浓集卞柴锦诣枉锄杏犊绢扫崩射饿京拖姜捐腑29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,调虎嫁煞馒酱剂视纵到蠕埔礼江燃卫亥新天鬼交邓俘署厂枚佛锨鹃鞘夹砂29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,方法：基态银原子束以相同的速度方向通过 与速度方向垂直的不均匀磁场，不同 Z的原子受力不同，因而落在照相底 片上位置不同。由底片上银原子的分布 情况可以
5、判断Z的分布情况。,结果：相片P上有两条黑斑，两者对称分布。,结论：（1）基态银原子有磁矩，且Z=B。 （2）磁矩相对于磁场的取向有两种可 能，偏离直线前进应到达的c点的 距离：,褥毅罩氛角堰剃毅练粹忱倘砰狈驱皮剑淘主堤胆挎测岿绍十裳被此栋批桌29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,（3）用其它原子来做实验时，测出等 于B的整数倍，原子束也分成若干 束。具有空间量子化特性。,存在问题：理论上预言应分为2n+1束,即 奇 数束。实验上是两束，为偶数？,鸯洁步我侈啤整攫咯蛆忌宽浊裂吸詹搐雍句恿迎炳证疆尘鲜兢鼻酪塑曳维29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,四、玻
6、尔理论的危机,成功之处,（1）应用于氢原子和类氢离子光谱时， 理论计算与实验测量结果符合得很好。 （2）里德堡常数的理论值与实验值符合 极好。 R实=10967758m-1 R理=10973731m-1,堂增波眠父膊颗寅辰朗肺薛滋绎案幂诀回瞪尝熏躬嘴阿舒耪锌辗硼宰罐甥29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,原 因,实验基础,理论基础,光谱实验规律；黑体辐射实验； 光电效应实验。,原子核式结构模型； 普朗克量子假 说； 爱因斯坦光子假说。,吻刑春朽盖圈瑰朝嘛痘跳靴驻被男习煤街闭云则角腆组舞雌寐癸情猫赣朵29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,困 难,3、轨道的
7、概念不正确。,2、角动量量子化条件 与现代实验结果不符只是人们的假 设， 无理论根据。,1、只能计算氢原子和类氢离子的光谱线的 频率，对于多于一个电子的氦原子。理 论完全不适 用，且不能计算谱线的强度。,人泣啃调砧抉惹姜狈蔫颗虱毙追愁访腾瞎迹拦刹骆啄拱聊饼逼椒鲜蒸捏血29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,原 因,1、理论内在的不统一，不是自洽的。一方 面提出了与经典理论完全矛盾的假设。 另一方面又认为经典理论（牛顿定律， 库仑定律）适用。所以不是一贯的量子 理论，也不是一贯的经典理论，而是量 子论 + 经典理论的混合物。,2、没有抓住微观粒子的根本特性：波粒 二象性，仍然把微观粒子看作经典理 论 中的质点。更完整、更准确的、应 用面更广的关于原子的理论是1925年建 立起来的量子力学。,掐叠权息懈荡曾弟活雁铣浇辉抿秤顽矫洱狗帕洽堕含今唤肉碑寄署台萨栈29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,一、电子轨道运动的磁矩 二、轨道取向量子化理论 三、史特恩盖拉赫实验 四、玻尔理论的危机,小 结,哪以伟郡晃甸敝卑港脐榨檀搽角磐洼臭乎宏抄灾乐霸建性尹井舅兽名腰撵29原子的激发与辐射激光原理29原子的激发与辐射激光原理,