式子的左侧动量P是表示粒子性的物理量,而右侧波长入是 表示波动性的物理量。二者通过公式联系起来。 de Broglie认为具有动量P的微观粒子,其物质波的波长 为入, h 1927年,de Broglie的预言被电子衍射实验所证实,这种物 质波称为de Broglie波。 研究微观粒子的运动时,不能忽略其波动性。 微观粒子具有波粒二象性
式子的左侧动量 P 是表示粒子性的物理量,而右侧波长 是 表示波动性的物理量。二者通过公式联系起来。 de Broglie 认为具有动量P 的微观粒子,其物质波的波长 为 , P h = 1927 年, de Broglie 的预言被电子衍射实验所证实,这种物 质波称为 de Broglie 波。 = h P 研究微观粒子的运动时,不能忽略其波动性。 微观粒子具有波粒二象性
电子衍射实验示意图 用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏,得到明 暗相间的环纹,类似于光波的衍射环纹。 电子枪 电子束 薄晶体片 感光屏幕 衍射环纹
感光屏幕 薄晶体片 衍射环纹 电 子 枪 电 子 束 电子衍射实验示意图 用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏,得到明 暗相间的环纹,类似于光波的衍射环纹
四、Sohrodinger方程和波函数 波函数平的几何图象可以用来表示微观粒子活动的 区域。1926年,奥地利物理学家薛定谔提出了 (Sohrodinger)提出了薛定谔方程,波函数乎就是通过 解薛定谔方程得到的。 薛定谔方程 a2Ψa2Ψa2Ψ 8元m 63 (E-V)Ψ=0 (1) Ox2 z2 这是一个二阶偏微分方程 式中:平波函数,E能量,V势能,m微粒的质量, 元 圆周率,h普朗克常数
四、 Sohrodinger方程和波函数 波函数 的几何图象可以用来表示微观粒子活动的 区域。1926 年,奥地利物理学家薛定谔提出了 (Sohrodinger ) 提出了薛定谔方程,波函数 就是通过 解薛定谔方程得到的。 薛定谔方程 (E V) 0 (1) h 8 m x y z 2 2 2 2 2 2 2 2 − = + + + 这是一个二阶偏微分方程 式中: 波函数 ,E 能量 ,V 势能 ,m 微粒的质量, 圆周率 , h 普朗克常数
1.四个量子数及含义 波函数平的下标1,0,0;2,0,0;2,1,0所对应的 n,l,m,称为量子数。 (1) 主量子数n 取值:1,2,3,4..…n 为正整数(自然数), 光谱学上用K,L,M,N 表示。 意义表示原子轨道的大小,核外电子离核的远近,或者说 是电子所在的电子层数。n=1表示第一层(K层),离核最近。 m越大离核越远。 单电子体系,电子的能量由n决定E=-13.6× E 电子能量,Z原子序数, eV 电子伏特,能量单位,1eV=1.603×10-19J
1. 四个量子数及含义 波函数 的下标 1,0,0; 2,0,0;2,1,0 所对应的 n,l,m,称为量子数。 (1) 主量子数 n 取值: 1, 2, 3, 4 … … n 为正整数( 自然数 ) , 光谱学上用 K,L,M,N … … 表示 。 意义 表示原子轨道的大小,核外电子离核的远近,或者说 是电子所在的电子层数。n = 1 表示第一层 ( K 层 ) ,离核最近。 n 越大离核越远。 单电子体系,电子的能量由 n 决定 eV n Z E 13.6 2 2 = − E 电子能量,Z 原子序数, eV 电子伏特,能量单位,1 eV = 1.603 10-19 J
n的数值大,电子距离原子核远, 则具有较高的能量。 对于H原子 n= E=-13.6eV n=2E=-3.40eV n→cE=0即自由电子,其能量最大,为0。 主量子数1只能取1,2,3,4等自然数,故能量只有不连 续的几种取值,即能量是量子化的。所以称为量子数。 (2)角量子数1 取值受主量子数的限制,对于确定的主量子数n,角 量子数1可以为0,1,2,3,4….(n-1),共n个取值, 光谱学上依次用s,p,d,f,g…表示
对于 H 原子 n = 1 E = - 13.6 eV n = 2 E = - 3.40 eV … … n → E = 0 即自由电子,其能量最大,为0 。 n 的数值大,电子距离原子核远,则具有较高的能量。 主量子数 n 只能取 1,2,3,4 等自然数,故能量只有不连 续的几种取值,即能量是量子化的。所以 n 称为量子数。 (2) 角量子数 l 取值 受主量子数 n 的限制, 对于确定的主量子数n ,角 量子数 l 可以为 0,1,2,3,4 … … ( n - 1 ) , 共 n 个取值, 光谱学上依次用 s,p,d,f, g … … 表示