2022-2023学年高二物理竞赛课件：多电子原子中的电子分布

多电子原子中的电子分布 多电子原子中的电子分布 一、斯特恩—盖拉赫实验 证实了原子的磁矩在外场中取向是量子化的。 即角动量在空间的取向是量子化的。 1、电子的轨道磁矩 电子磁矩大小 要知道电子在氢原子中的分布，必须要知道定态波函数： 称为径向函数； 以下给出前几个函数： 称为角分布函数。 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 氢原子中电子径向概率分布 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 例题 计算氢原子中的电子从量子数 n 的状态跃迁到量子数 k=n-1 的状态时所发谱线的频率。试证明当 n 很大时，这个频率等于电子在量子数 n 的圆轨道上绕转的频率。 解： 按玻尔频率公式有 当 很大时 绕转频率为 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 电子的概率密度随角度的变化 电子在 附近的立体角 内的概率： z y z y z y   驻波 电子的角动量 电子在有心力场中运动，角动量守恒 角动量在外磁场方向（取为z轴正向）的投影 磁矩在z轴的投影 载流线圈在外磁场中受力矩作用 力矩作功 磁场在z方向不均匀，载流线圈在z方向受力 结论：原子射线束通过不均匀磁场，原子磁矩在磁力作用下转。 实验现象：屏上几条清晰可辨的黑斑 结论：原子磁矩只能取几个特定方向， 即角动量在外磁场方向的投影是量子化的。 斑纹条纹数=2l+1 从斑纹条纹数可确定角量子数l 发现：Li,Na,K,Cu,Ag ,Au等基态原子的斑纹数为2 角动量在外磁场方向（取为z轴正向）的投影 1925年，乌仑贝克 ( G.E.Uhlenbeck )和高德斯密特(S.A.Goudsmit)提出： 除轨道运动外，电子还存在一种自旋运动。 电子具有自旋角动量和相应的自旋磁矩。 自旋角动量 自旋角动量的空间取向是量子化的， 在外磁场方向投影 电子自旋 电子自旋及空间量子化 “自旋”不是宏观物体的“自转” 只能说电子自旋是电子的一种内部运动 $