Ch.7 Spin and undistinguished similar particles 第七章自旋与角动量全同粒子体系 Spin and angle momentum Undistinguished similar particles system 前面的理论尚有两方面的局限： 一、未考虑微观粒子都有具有的自旋特征。 二、仅考虑了单粒子体系，实际体系一般是多粒子体系。 电子的自旋特征 本章主要研究的内容为： 具有自旋特征粒子的波函数 角动量耦合 多粒子体系 实际应用
1 Ch.7 Spin and undistinguished similar particles 第七章 自旋与角动量 全同粒子体系 一、未考虑微观粒子都有具有的自旋特征。 二、仅考虑了单粒子体系,实际体系一般是多粒子体系。 前面的理论尚有两方面的局限: 电子的自旋特征 具有自旋特征粒子的波函数 角动量耦合 多粒子体系 实际应用 本章主要研究的内容为: Spin and angle momentum Undistinguished similar particles system
Ch.7 Spin and undistinguished similar particles §7.1电子自旋Electron spin §7.2电子自旋算符与自旋波函数Electron spin operator and spin wave function *§7.3简单塞曼效应 Simple Zeeman effect §7.4两个角s动量的耦合Coupling of two angular momentum §7.5光谱的精细结构Fine structure of the spectrum §7.6全同粒子的性质The characterization of similar particles §7.7全同粒子系统的波函数泡利原理The wave function of similar particle system Pauli principle §7.8两个电子的波函数The spin wave function of two electrons §7.9氦原子（微扰法） *§7.10氢分子（海特勒-伦敦法） 化学键 2
2 Ch.7 Spin and undistinguished similar particles § 7.1 电子自旋 Electron spin § 7.2 电子自旋算符与自旋波函数 Electron spin operator and spin wave function *§ 7.3 简单塞曼效应 Simple Zeeman effect § 7.4 两个角动量的耦合 Coupling of two angular momentum § 7.5 光谱的精细结构 Fine structure of the spectrum § 7.6 全同粒子的性质 The characterization of similar particles § 7.7 全同粒子系统的波函数 泡利原理 The wave function of similar particle system Pauli principle § 7.8 两个电子的波函数 The spin wave function of two electrons § 7.9 氦原子(微扰法) *§ 7.10 氢分子(海特勒-伦敦法) 化学键
Ch.7 Spin and undistinguished similar particles 教学要求： 1.了解斯特恩-盖拉赫实验，电子自旋与轨道的回转磁比率。 2.掌握自旋算符的对易关系和自旋算的矩阵形式（泡利矩阵）。 掌握与自旋相联系物理量的测量值、概率、平均值、本征值 方程和本征函数的求解方法。 3.了解简单塞曼效应的物理机制。 4.了解耦合的概念及碱金属原子光谱双线结构的物理解释。 5.全同粒子的基本概念，全同性粒子波函数的交换对称性。 6.全同粒子的分类。 7.全同粒子体系的波函数，包括两个全同粒子体系的波函数， N个全同粒子体系的波函数。 8.掌握两个电子的自旋函数。 9.了解氢原子能谱有正氦和仲氦之分的物理机制. 10.了解氢分子（海特勒-伦敦法）以及化学键的概念。 3
3 Ch.7 Spin and undistinguished similar particles 1.了解斯特恩-盖拉赫实验, 电子自旋与轨道的回转磁比率。 2 .掌握自旋算符的对易关系和自旋算的矩阵形式(泡利矩阵)。 掌握与自旋相联系物理量的测量值、概率、平均值、本征值 方程和本征函数的求解方法。 3 .了解简单塞曼效应的物理机制。 4 .了解耦合的概念及碱金属原子光谱双线结构的物理解释。 5 .全同粒子的基本概念，全同性粒子波函数的交换 对称性。 6 .全同粒子的分类。 7 .全同粒子体系的波函数，包括两个全同粒子体系的波函数， N个全同粒子体系的波函数。 8 .掌握两个电子的自旋函数。 9 .了解氦原子能谱有正氦和仲氦之分的物理机制. 10 .了解氢分子(海特勒-伦敦法)以及化学键的概念。 教学要求:
Ch.7 Spin and undistinguished similar particles 第七章(1).自旋与角动量 (一)Stern-Gerlach实验 §1电子的自旋 (二)光谱线精细结构 (三)电子自旋假设 (四)回转磁比率 S, S N S态的氢原子谱线分裂
4 Ch.7 Spin and undistinguished similar particles （一）Stern-Gerlach 实验 (二）光谱线精细结构 （三）电子自旋假设 （四）回转磁比率 §1 电子的自旋 S态的氢原子谱线分裂 S N L s O z Q S1 S2 第七章 (Ⅰ).自旋与角动量
Ch.7 Spin and undistinguished similar particles (一)Stern-Gerlach实验 (1)实验描述： S态的氢原子束，经非均匀磁场后发生 偏转，在感光板上呈现两条分立线。 (2)结论： L氢原子有磁矩：因在非均匀磁场中发生偏转。 Ⅱ氢原子磁矩只有两种取向-空间量子化。 (3)讨论： 磁矩为M的原子处于外磁场B=B.中，其势能为： U=-M-B=-MB.cos0 磁矩与磁场之夹角 原子Z向受力：
5 Ch.7 Spin and undistinguished similar particles (2)结论: I.氢原子有磁矩：因在非均匀磁场中发生偏转。 II.氢原子磁矩只有两种取向-空间量子化。 (3)讨论: cos U M = − B = −MBz θ G K i 磁矩与磁场之夹角 原子 Z 向受力: cos z z U B F M z z θ ∂ ∂ = − = ∂ ∂ S态的氢原子束，经非均匀磁场后发生 偏转，在感光板上呈现两条分立线。 (一)Stern-Gerlach 实验 磁矩为 M 的原子处于外磁场 中，其势能为： JJG B B z = k JG G (1)实验描述: