高二物理競(jìng)賽量子化通則課件

普朗克能量量子化——黑體輻射“紫外災(zāi)難”玻爾角動(dòng)量量子化——原子的穩(wěn)定與線狀光譜周期勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)粒子的量子化通則:f是自由度數(shù)目，pi是廣義動(dòng)量（線、角動(dòng)量），qi是廣義坐標(biāo)（線、角坐標(biāo)），積分是對(duì)一個(gè)周期的積分量子化通則2.6量子化通則能量量子數(shù)當(dāng)nφ=0時(shí)，b=0,軌道變?yōu)橹本€，該情形不存在。當(dāng)n=nφ時(shí)，a=b,軌道為圓形，玻爾的圓形軌道。與玻爾圓形軌道理論完全相同，只與n有關(guān)橢圓軌道的相對(duì)大小a0n=2,nφ=2n=2,nφ=12a04a06a03a09a0n=3,nφ=3n=3,nφ=2n=3,nφ=1例如n=1,2,3時(shí)，各種可能的軌道形狀如下：n=1,nφ=1角量子數(shù)nφ越小離心率越大能量只與主量子數(shù)n有關(guān),但對(duì)一給定能級(jí)n,半長(zhǎng)軸確定了,半短軸卻可能有n個(gè),即n個(gè)不同狀態(tài)(軌道),有相同的能量.此現(xiàn)象稱:能級(jí)簡(jiǎn)并,簡(jiǎn)并度為n.橢圓軌道能量

相對(duì)論修正按相對(duì)論原理，物體質(zhì)量隨它的運(yùn)動(dòng)速度而改變：物體動(dòng)能：m0是物體靜止質(zhì)量橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的軌道不是閉合的，而是連續(xù)的進(jìn)動(dòng)。?

一個(gè)電子軌道的進(jìn)動(dòng)電子在橢圓軌道中，角動(dòng)量不變，速度是變的，所以電子的質(zhì)量在軌道運(yùn)動(dòng)中是一直改變的。n相同而nφ不同的軌道，速度變化不同，質(zhì)量不同，因此軌道運(yùn)動(dòng)能量略有差別。索末菲按相對(duì)論力學(xué)原理推得類氫離子能量：展成級(jí)數(shù)形式得：表明系統(tǒng)的總能量不僅與n有關(guān)，而且還與橢圓的角動(dòng)量有關(guān)(不同的偏心率橢圓對(duì)應(yīng)有不同的角動(dòng)量)。例：計(jì)算H原子n=4的能級(jí)由相對(duì)論效應(yīng)引起的能級(jí)分裂解：nφ=1,2,3,4巧合地解釋了的三條譜線更高分辨光譜發(fā)現(xiàn)Hα由七條緊靠的譜線組成。對(duì)此，玻爾-索末菲模型就無(wú)能為力（第四章）如果只考慮玻爾的圓軌道，未發(fā)生能級(jí)分裂；光譜是原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)形成的，反映了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？紤]了索末菲橢圓軌道模型的相對(duì)論修正后，能級(jí)發(fā)生分裂；在選擇定則：Δnφ=±1限制下，Hα線分裂為三條。

氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)電子軌道的方向也是量子化的？？？？電子運(yùn)動(dòng)軌道大小、形狀、角動(dòng)量、內(nèi)部能量都量子化！電子角動(dòng)量的取向也是量子化的！由經(jīng)典電磁理論，載流線圈的磁矩：電子繞核運(yùn)動(dòng)等效于一載流線圈,必有一個(gè)磁矩。(2)掃過(guò)面積S軌道運(yùn)動(dòng)周期電子軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩(1)電流軌道運(yùn)動(dòng)磁矩電子帶負(fù)電，軌道磁矩與軌道角動(dòng)量方向相反Zee玻爾磁子，軌道磁矩的最小單元電子軌道運(yùn)動(dòng)的磁矩電子軌道磁矩與軌道角動(dòng)量的關(guān)系：對(duì)中性原子，在外磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不受洛倫茲力的作用，原子束偏轉(zhuǎn)只能是具有磁矩的原子在非均勻磁場(chǎng)中的受力引起的。電爐O中處于基態(tài)的原子被加熱成蒸汽，以水平速度v通過(guò)狹縫S1、S2

，然后通過(guò)一個(gè)沿z方向變化的橫向不均勻磁場(chǎng)，即z方向：在磁場(chǎng)區(qū)域x方向：另一方面，磁矩在磁場(chǎng)中受力為實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)B不均勻時(shí)，P上有兩條細(xì)痕，原子分成兩束，有兩個(gè)Sz1．實(shí)驗(yàn)證明了原子磁矩