原子光谱项

第9讲原子光谱项

第9讲 原子光谱项

1.电子组态与原子状态1）电子组态·单电子近似下，一组空间轨道中心力场近似下，仍用1s,2p,3d等表示电子在轨道上排布，得到组态：1s2,2p2等等基态排布3规则：泡利原理，能量最低，Hund规则给定组态，原子状态并未给定，如2p2：共有15种状态W2）电子间相互作用电子间剩余库仑相互作用：同一电子自旋轨道间耦合·单个电子的角动量、角动量Z分量不再守恒·l,m不再是好量子数，不能用来描述原子状态

1.电子组态与原子状态 1）电子组态 • 单电子近似下，一组空间轨道 • 中心力场近似下，仍用1s, 2p,3d等表示 • 电子在轨道上排布，得到组态：1s2 , 2p2 , .等等 • 基态排布3规则：泡利原理，能量最低，Hund规则 • 给定组态，原子状态并未给定，如2p2 ： 共有15种状态 2）电子间相互作用 • 电子间剩余库仑相互作用；同一电子自旋轨道间耦合 • 单个电子的角动量、角动量Z分量不再守恒

1.电子组态与原子状态3）如何描述原子状态？：情形1：LS耦合，电子间作用强于旋轨作用总轨道角动量总自旋角动量s-Z,3,i=Z,L;i+s-j总角动量·由于原子球对称性，可以证明总轨道角动量算符L，总自旋角动量算符S，以及总角动量算符都和哈密顿算符H对易，它们都是守恒量，因此L,S,J：都是好量子数：相应的，（M,Ms,M）也是好量子数

1.电子组态与原子状态 3）如何描述原子状态？ • 情形1：LS耦合，电子间作用强于旋轨作用 总轨道角动量 总自旋角动量 总角动量

1.电子组态与原子状态3）如何描述原子状态？：情形2：J耦合，电子间作用弱于旋轨作用总角动量单个电子总角动量J=Z,JiJ,=LI+S;：了是守恒量，总角动量量子数/是描述原子状态的好量子数。LS和J耦合是两个极端的近似，相比之下，LS更多；随着原子序数增加，倾向于耦合。·注意到两种耦合方式得到的的可能性是一样的·仅讨论LS耦合情形

1.电子组态与原子状态 3）如何描述原子状态？ • 情形2：JJ耦合，电子间作用弱于旋轨作用 单个电子总角动量 总角动量 • LS和JJ耦合是两个极端的近似，相比之下，LS更多；随 着原子序数增加，倾向于JJ耦合。 • 仅讨论LS耦合情形

2.角动量耦合规则)?→J,M1）问题：ji(m),jz(m)-12）Z方向分量：简单相加大M, =m +m23）需注意：J有多个值！1 11十+m.m,-两电子自旋角动量耦合222,M,=0J=1M, =0J=0=MM, =-1S。两电子自旋角动量间夹角是一定的（如何求得？）

2.角动量耦合规则 1）问题： ( ) ( ) ? 1 1 2 2 , , J j m j m J M ⎯⎯→ 2）Z方向分量：简单相加 M m m J = +1 2 3）需注意：J有多个值! • 两电子自旋角动量耦合 1 2 1 2 1 1 1 , , 2 2 2 j j m m     = = =  =    1 MJ = 0 MJ = 1 MJ = − 0 MJ = J =1 J = 0 • 两电子自旋角动量间夹角是一定的（如何求得？）