大學(xué)物理學(xué)51第十六章16-7量子力學(xué)簡介16-8多電子原子中電子分布

1、物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件大學(xué)物理學(xué)電子教案大學(xué)物理學(xué)電子教案量子物理（量子物理（4） 16-7 量子力學(xué)簡介量子力學(xué)簡介 波函數(shù)波函數(shù) 概率密度概率密度 薛定諤方程薛定諤方程 一維勢阱問題一維勢阱問題 對應(yīng)原理對應(yīng)原理 一維方勢壘一維方勢壘 隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)16-8 多電子原子中電子分布多電子原子中電子分布物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 德布羅意波德布羅意波 實物粒子的二象性實物粒子的二象

2、性 不確定關(guān)系不確定關(guān)系 hE hPPh hpxx 物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 量子力學(xué)量子力學(xué) 建立于建立于 1923 1927 年間，兩個等價的年間，兩個等價的理論理論 矩陣力學(xué)和波動力學(xué)矩陣力學(xué)和波動力學(xué) . 相對論量子力學(xué)相對論量子力學(xué)（1928 年，狄拉克）年，狄拉克） 描述高速運描述高速運動的粒子的波動方程動的粒子的波動方程 . 薛定諤（薛定諤（Erwin Schrodinger，18871961）奧地利物理學(xué)家）奧地利物理學(xué)家. 1926年建年建立了以薛定諤方程為基礎(chǔ)的波動力學(xué)立了

3、以薛定諤方程為基礎(chǔ)的波動力學(xué),并并建立了量子力學(xué)的近似方法建立了量子力學(xué)的近似方法 . 他還對生他還對生命科學(xué)作出重大貢獻，命科學(xué)作出重大貢獻， 他的指導(dǎo)思想是他的指導(dǎo)思想是 “科學(xué)一定是統(tǒng)一的、相通的科學(xué)一定是統(tǒng)一的、相通的.”. 在在生命是什么生命是什么一書中一書中, 對生命物質(zhì)和無機界作對生命物質(zhì)和無機界作了廣泛的類比了廣泛的類比, 如基因分子與固體的類比如基因分子與固體的類比, 基因中的遺基因中的遺傳信息與電報中的密碼類比等傳信息與電報中的密碼類比等.物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件狄拉克（狄

4、拉克（Paul Adrien Maurice Dirac，1902-1984） 英國理論物理學(xué)家。英國理論物理學(xué)家。1925年，他作為一名年，他作為一名研究生便提出了非對易代數(shù)理論，而成為研究生便提出了非對易代數(shù)理論，而成為量子力學(xué)的創(chuàng)立者之一。第二年提出全同量子力學(xué)的創(chuàng)立者之一。第二年提出全同粒子的費米粒子的費米-狄拉克統(tǒng)計方法。狄拉克統(tǒng)計方法。1928年提出年提出了電子的相對論性運動方程，奠定了相對了電子的相對論性運動方程，奠定了相對論性量子力學(xué)的基礎(chǔ)，并由此預(yù)言了正負(fù)論性量子力學(xué)的基礎(chǔ)，并由此預(yù)言了正負(fù)電子偶的湮沒與產(chǎn)生，導(dǎo)致承認(rèn)反物質(zhì)的電子偶的湮沒與產(chǎn)生，導(dǎo)致承認(rèn)反物質(zhì)的存在，使人們對

5、物質(zhì)世界的認(rèn)識更加深入。存在，使人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識更加深入。他還有許多創(chuàng)見（如磁單極子等）都是當(dāng)他還有許多創(chuàng)見（如磁單極子等）都是當(dāng)代物理學(xué)中的基本問題。由于他對量子力代物理學(xué)中的基本問題。由于他對量子力學(xué)所作的貢獻，他與薛定諤共同獲得學(xué)所作的貢獻，他與薛定諤共同獲得1933年諾貝爾物理學(xué)獎金。年諾貝爾物理學(xué)獎金。物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件一一 波函數(shù)波函數(shù) 概率密度概率密度1）經(jīng)典的波與波函數(shù)經(jīng)典的波與波函數(shù))(2cos),(0 xtEtxE)(2cos),(0 xtHtxH 電磁波電磁波)

6、(2cos),(xtAtxy 機械波機械波eRe),()(2ixtAtxy 經(jīng)典波為經(jīng)典波為實實函數(shù)函數(shù) 問問: 微觀粒子具有波粒二像性微觀粒子具有波粒二像性, 它的波函數(shù)是什么它的波函數(shù)是什么?波函數(shù)的物理意義是什么波函數(shù)的物理意義是什么?16-7 量子力學(xué)簡介量子力學(xué)簡介物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件2）量子力學(xué)波函數(shù)（量子力學(xué)波函數(shù)（復(fù)復(fù)函數(shù)）函數(shù)）),(tzyx描述描述微觀微觀粒子運動的粒子運動的波波函數(shù)函數(shù)hEph微觀粒子的微觀粒子的波粒二象性波粒二象性 自由自由粒子能量粒子能量 和動量和

7、動量 是是確定確定的，其德布羅的，其德布羅意頻率和波長均不變意頻率和波長均不變 ， 可認(rèn)為它是一可認(rèn)為它是一平面平面單色波單色波 .平面單色波波列平面單色波波列無限長無限長 ，根據(jù)不確定原理，根據(jù)不確定原理 ，粒子在，粒子在 x方向上的位置完全方向上的位置完全不不確定確定 .Ep 自由自由粒子平面波函數(shù)粒子平面波函數(shù))(20e),(pxEthitx物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 某一時刻出現(xiàn)在某點附近在體積元某一時刻出現(xiàn)在某點附近在體積元 中的粒子中的粒子的的概率為概率為VdVVdd*21d2V 歸

8、一化條件歸一化條件( 束縛態(tài)束縛態(tài) ) 某一時刻在整個空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的某一時刻在整個空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的概率為概率為3）波函數(shù)的統(tǒng)計意義波函數(shù)的統(tǒng)計意義*2概率密度概率密度 表示在某處表示在某處單位單位體積內(nèi)粒子出現(xiàn)的體積內(nèi)粒子出現(xiàn)的概率概率.正實數(shù)正實數(shù) 問問: 微觀粒子的波函數(shù)遵循什么樣的波動方程呢微觀粒子的波函數(shù)遵循什么樣的波動方程呢 ?物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件二薛定諤方程（二薛定諤方程（1925 年年） 自由粒子自由粒子薛定諤方程的建立薛定諤方程的建立上式取上式取 x 的二階偏導(dǎo)數(shù)和的二階

9、偏導(dǎo)數(shù)和 t 的一階偏導(dǎo)數(shù)得的一階偏導(dǎo)數(shù)得hpx222224Eht2i自由粒子自由粒子)c(vkEE k22mEp thxmh2i82222一維運動自由粒子一維運動自由粒子的含時的含時薛定諤方程薛定諤方程 自由自由粒子平面波函數(shù)粒子平面波函數(shù))(20e),(pxEthitx物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件thtxExmh2i),(8p2222一維運動粒子的含時薛定諤方程一維運動粒子的含時薛定諤方程 若粒子在勢能為若粒子在勢能為 的勢場中運動的勢場中運動pkEEEpE質(zhì)量為質(zhì)量為 m 的粒子在勢場中運動

10、的波函數(shù)的粒子在勢場中運動的波函數(shù)),(tx )(ppxEE 粒子在粒子在恒定勢場恒定勢場中的運動中的運動hEtxtxtx/2i0e)()()(),( 在在勢場勢場中中一維一維運動粒子的運動粒子的定態(tài)定態(tài)薛定諤方程薛定諤方程0)()(8ddp2222xEEhmx物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件0)(8p22222222EEhmzyx 在在三維三維勢場中運動粒子的勢場中運動粒子的定態(tài)定態(tài)薛定諤方程薛定諤方程拉普拉斯算子拉普拉斯算子2222222zyx0)(8p222EEhm定態(tài)定態(tài)薛定諤方程薛定諤方程定

11、態(tài)定態(tài)波函數(shù)波函數(shù)),(zyx物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 波函數(shù)的波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件標(biāo)準(zhǔn)條件：單值的，有限的和連續(xù)的：單值的，有限的和連續(xù)的 .1ddd,2zyxzyx1） 可歸一化可歸一化 ;zyx,2） 和和 連續(xù)連續(xù) ;),(zyx3） 為有限的、單值函數(shù)為有限的、單值函數(shù) .1）能量能量 E 不隨時間變化；不隨時間變化；2）概率密度概率密度 不隨時間變化不隨時間變化 .2定態(tài)波函數(shù)性質(zhì)定態(tài)波函數(shù)性質(zhì)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院

12、廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件三三 一維勢阱問題一維勢阱問題pEaxxEax, 0,0, 0p粒子粒子勢能勢能 滿足的滿足的邊界邊界條件條件pEpEaxo 1）是固體物理金屬中自由電子的簡化模型；是固體物理金屬中自由電子的簡化模型； 2）數(shù)學(xué)運算簡單，量子力學(xué)的基本概念、原理數(shù)學(xué)運算簡單，量子力學(xué)的基本概念、原理在其中以簡潔的形式表示出來在其中以簡潔的形式表示出來 .意義意義0)(8dd2222xhmEx薛定諤方程薛定諤方程物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件), 0(, 0axxaxxE, 0,p2

13、28hmEk axE0, 0p08dd2222hmEx0dd222kxkxBkxAxcossin)( 波函數(shù)的波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件：標(biāo)準(zhǔn)條件：單值、有限和連續(xù)單值、有限和連續(xù) .0, 0, 0BxkxAxsin)(pEaxo物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件nkaka , 0sin228hmEk2228mahnE , 3 , 2 , 1,nank量子數(shù)量子數(shù) 基態(tài)基態(tài)能量能量) 1(,8221nmahE 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)能量能量), 3 , 2(,8222nmahnEn 一維無限深方勢阱中粒子的一維無限深方勢阱

14、中粒子的能量能量是是量子化量子化的的 .0sin,kaAax0sinkapEaxo物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件0222kxkxAxsin)(xanAxsin)( 歸一化歸一化條件條件1dd0*2xxa1dsin022xxanAa)0(,sin2)(axxanax, 3 , 2 , 1,nank量子數(shù)量子數(shù)pEaxoaA2物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件pEaxoxanaxsin2)(22 概率密度概率密度

15、2228mahnEn 能量能量08dd2222hmEx 波動方程波動方程)0 (,sin2axxana)(x), 0(,0axx 波函數(shù)波函數(shù), 3 ,2, 1n 量子數(shù)量子數(shù)物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件02aa1n2n3n4nn02aa2nxanAxsin)(xanaxsin2)(220E1E14E19E116Exx物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件* 四四 對應(yīng)原理對應(yīng)原理 在某些在某些極限極限的條件下

16、，量子規(guī)律可以的條件下，量子規(guī)律可以轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為經(jīng)為經(jīng)典規(guī)律典規(guī)律 .2218) 12(mahnEEEnn 勢阱中相鄰勢阱中相鄰能級能級之之差差21,1amE 能量能量), 3 , 2 , 1(,8222nmahnEn 能級能級相對相對間隔間隔nmahnmahnEEnn288222222當(dāng)當(dāng) 時，時， ，能量視為，能量視為連續(xù)連續(xù)變化變化.n0)(nnEE物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件例：例：電子在電子在 的勢阱中的勢阱中 .m100 . 12aeV1054. 7821522nmahnE（近似于連續(xù)近

17、似于連續(xù)）當(dāng)當(dāng) 時時, （能量分立能量分立）eV4 .75nm10. 0nEa 當(dāng)當(dāng) 很大時，很大時， ，量子效應(yīng)不，量子效應(yīng)不明顯，能量可視為明顯，能量可視為連續(xù)連續(xù)變化，此即為變化，此即為經(jīng)典對應(yīng)經(jīng)典對應(yīng) .amn,0E物理意義物理意義eV1077. 38152222nmahnE物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件* 五一維方勢壘五一維方勢壘 隧道效應(yīng)隧道效應(yīng))(pxEaxx, 0, 0axE0,p0 一維方勢壘一維方勢壘0pEE 粒子的能量粒子的能量0pE)(pxEaox 隧道效應(yīng)隧道效應(yīng) : 從左

18、方射入的從左方射入的粒子在各區(qū)域內(nèi)的波函數(shù)粒子在各區(qū)域內(nèi)的波函數(shù)xa0pE物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 粒子的能量雖粒子的能量雖不不足以超越勢壘足以超越勢壘 , 但在勢壘中似乎但在勢壘中似乎有一個隧道有一個隧道, 能使少量粒子穿過而進入能使少量粒子穿過而進入 的區(qū)的區(qū)域域 , 所以人們形象地稱之為所以人們形象地稱之為隧道效應(yīng)隧道效應(yīng) .ax 隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)的的本質(zhì)本質(zhì) : 來源于來源于微觀粒子的微觀粒子的波粒波粒二象性二象性 . 這已被這已被許多實驗所證實許多實驗所證實. 隧道效應(yīng)隧道效應(yīng) :

19、從左方射入的從左方射入的粒子在各區(qū)域內(nèi)的波函數(shù)粒子在各區(qū)域內(nèi)的波函數(shù)xa0pE物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件量子圍欄照片量子圍欄照片 1981年賓尼希和羅雷爾利年賓尼希和羅雷爾利用電子的隧道效應(yīng)制成了掃描用電子的隧道效應(yīng)制成了掃描隧穿顯微鏡隧穿顯微鏡 ( STM ), 可觀測固可觀測固體表面原子排列的狀況體表面原子排列的狀況 . 應(yīng)用應(yīng)用 STM獲得的硅晶獲得的硅晶體表面原子排列體表面原子排列 1986年賓尼希又研制了年賓尼希又研制了原子力顯微鏡原子力顯微鏡.物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）

20、第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 問問: 當(dāng)原子中具有兩個以上的電子時當(dāng)原子中具有兩個以上的電子時 , 電子在原子中電子在原子中是如何分布的呢是如何分布的呢 ?一一. 四個量子數(shù)四個量子數(shù)1. 能量量子化和主量子數(shù)能量量子化和主量子數(shù)主主量子數(shù)量子數(shù), 3 ,2, 1n2. 角動量量子化和角量子數(shù)角動量量子化和角量子數(shù)軌道軌道角角量子數(shù)量子數(shù)) 1( , 2 , 1 , 0nl 氫原子的能量氫原子的能量)8(122042nhmenE 電子軌道角動量電子軌道角動量2) 1(hllL16-8 多電子原子中電子分布多電子原子中電子分布物理學(xué)教程物

21、理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件ZZZ空間量子化空間量子化3. 空間量子化和磁量子數(shù)空間量子化和磁量子數(shù)軌道角動量軌道角動量磁磁量子數(shù)量子數(shù)lml,2, 1,02hmLlz 某特定某特定方向分量方向分量L物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件塞曼效應(yīng)實驗裝置塞曼效應(yīng)實驗裝置 1896年荷蘭物理學(xué)家年荷蘭物理學(xué)家塞曼發(fā)現(xiàn)在強磁場中，原塞曼發(fā)現(xiàn)在強磁場中，原子的光譜線發(fā)生分裂現(xiàn)象子的光譜線發(fā)生分裂現(xiàn)象.鈣原子的譜線分裂鈣原子的譜線

22、分裂無無磁場磁場有有磁場磁場物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 塞曼效應(yīng)的觀察塞曼效應(yīng)的觀察 鈉主線系的雙線鈉主線系的雙線反?；臃闯；覮 L鋅的單線鋅的單線正常三重線正常三重線L LL L洛倫茲單位洛倫茲單位mcBeL4 問問：塞曼效應(yīng)產(chǎn)生的原因：塞曼效應(yīng)產(chǎn)生的原因是什么呢是什么呢？物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件4. 電子的自旋電子的自旋 自旋磁量子數(shù)自旋磁量子數(shù)s243 h243 h221 h221 h

23、Z電子自旋在電子自旋在Z軸上分量量子化軸上分量量子化 電子自旋角動量（電子的基本屬性，無經(jīng)典對應(yīng)）電子自旋角動量（電子的基本屬性，無經(jīng)典對應(yīng)）自旋自旋量子數(shù)量子數(shù)21s自旋自旋磁磁量子數(shù)量子數(shù)21sm2hmSsz2) 1(hssS自旋角動量量子化自旋角動量量子化物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 史特恩史特恩 蓋拉赫實驗蓋拉赫實驗 1921年年史特恩和蓋史特恩和蓋拉赫首先發(fā)現(xiàn)類氫元素拉赫首先發(fā)現(xiàn)類氫元素鋰原子射線束經(jīng)過非均鋰原子射線束經(jīng)過非均勻磁場后分成對稱的兩勻磁場后分成對稱的兩束（銀、銅等原子也有束

24、（銀、銅等原子也有此現(xiàn)象）此現(xiàn)象）. . 根據(jù)量子力根據(jù)量子力學(xué)理論學(xué)理論, , 其原因與電子其原因與電子的自旋有關(guān)的自旋有關(guān). .S屏屏有有磁場磁場無無磁場磁場非均勻非均勻磁場磁場原子源原子源狹縫狹縫N實實 驗驗 裝裝 置置物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 原子序數(shù)原子序數(shù): : 原子中電子數(shù)目（原子核電荷數(shù)）原子中電子數(shù)目（原子核電荷數(shù)）. . 18691869年，門捷列夫首先提出元素周期表（按原子年，門捷列夫首先提出元素周期表（按原子量的次序排列），反映元素性質(zhì)的周期性變化量的次序排列），反映元

25、素性質(zhì)的周期性變化. . 玻爾是第一個給予周期表物理解釋玻爾是第一個給予周期表物理解釋, ,（1916 - 1916 - 19181918年）把元素按電子組態(tài)的周期性排列成表年）把元素按電子組態(tài)的周期性排列成表. . 19251925年泡利提出不相容原理后，才比較深刻地理年泡利提出不相容原理后，才比較深刻地理解到，元素的周期性是電子組態(tài)周期性的反映解到，元素的周期性是電子組態(tài)周期性的反映. . 而電而電子組態(tài)的周期性與特定軌道的可容性相聯(lián)系子組態(tài)的周期性與特定軌道的可容性相聯(lián)系. .二二 多電子原子中電子的分布多電子原子中電子的分布物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子

26、物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件不變不變 泡利不想容原理泡利不想容原理（1925年年） 在一個原子中，不可能有兩個在一個原子中，不可能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的或兩個以上的電子具有完全相同的四個量子數(shù)（四個量子數(shù)（ ），），即原子中的每一個狀態(tài)只能容納一即原子中的每一個狀態(tài)只能容納一個電子個電子. .slmmln,),(slmmsln軌道取向軌道取向量子數(shù)量子數(shù)自旋取向自旋取向量子數(shù)量子數(shù)),(slmmln 描述電子描述電子運動狀態(tài)的量運動狀態(tài)的量子數(shù)子數(shù)泡利（泡利（W. Pauli, 1900-1959）物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六

27、章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件 決定電子所處狀態(tài)的決定電子所處狀態(tài)的準(zhǔn)則準(zhǔn)則（1）泡利不相容原理（每狀態(tài)允許容納的電子數(shù)）泡利不相容原理（每狀態(tài)允許容納的電子數(shù)）（2）能量最小原理（體系能量最低時，體系最穩(wěn)定）能量最小原理（體系能量最低時，體系最穩(wěn)定）. 主主量子數(shù)量子數(shù) n : : 決定電子能量的決定電子能量的主要主要部分，相同部分，相同 n 的電子在同一殼層的電子在同一殼層. . 電子按電子按能量能量分成許多分成許多殼層殼層，能量相同的電子可，能量相同的電子可視為分布在同一殼層視為分布在同一殼層. 角角量子數(shù)量子數(shù) l ：同一殼層中同一殼層中 l = 0，1， ，（n-1），），不同的不同的 l 形成形成分分殼層殼層.物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）第十六章第十六章 量子物理量子物理廣東海洋大學(xué)理學(xué)院廣東海洋大學(xué)理學(xué)院教學(xué)課件教學(xué)課件)12(2lNl分分殼層殼層 l 最多電子數(shù)最多電子數(shù)2102) 12(2nlNnln殼層殼層 n 最多電子數(shù)最多電子數(shù)原