第三章 原子的精细结构:电子的自旋:任何理论都是向前发展的,在讨论了氢原子以及碱金属原子的光谱和能级,用高分辨率的光谱仪观测时发现,上述光谱发生分裂,产生精细结构,为此需要考虑其他引起能量变化的原因。本章考虑由于电子的轨道运动和自旋运动所引起的相互作用,引起能级的分裂,进一步引起谱线的分裂。通过本章的学习可以了解电子轨道运动的磁矩,实验史特恩-盖拉赫实验,为了从理论上解释实验结果,给出电子自旋假设,接着用两个重要实验验证电子自旋假设,一个是碱金属双线实验,一个是塞曼效应实验。3.1原子中电子轨道运动磁矩:本节主要介绍原子轨道运动磁矩的表示形式(经典表示和量子表示)以及磁矩在磁场中的势能表示。
3.2史特恩-盖拉赫实验:本节学习史特恩-盖拉赫实验的相关内容,通过分析实验现象从而解释原子的空间量子化。
3.3电子自旋假设:本节从电子自旋假设的提出入手,给出电子不仅具有轨道运动还具有自旋运动,进而与电子的轨道运动对比给出电子自旋角动量及自旋磁矩。
3.4单电子原子的磁矩:从单电子原子的总磁矩入手,给出有效磁矩的计算公式,及朗德g因子的表示形式。
3.5碱金属原子光谱的精细结构:本节通过回顾前面的知识认识碱金属光谱的精细结构的特点,定性解释碱金属光谱精细结构产生的原因。
3.6自旋轨道相互作用能:本节主要从磁场中的附加能量入手给出了电子自旋轨道相互作用能,定量的解释了碱金属原子光谱精细结构产生的原因。
3.7单电子跃迁选择定则:本节给出单电子跃迁选择定则,并应用单电子跃迁选择定则对碱金属原子光谱进行了解释。
3.8外磁场对原子的作用:拉莫尔进动,外磁场中附加能量
3.9塞曼效应观察:本节学习塞曼效应的相关内容,包括实验装置、实验现象等。
3.10塞曼效应理论解释:本节通过附加能量的引入解释正常、反常塞曼效应,从而证实电子自旋的存在。
[单选题]碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生的( )。
轨道贯穿
相对论效应
价电子的自旋—轨道相互作用
原子实的极化
答案:价电子的自旋—轨道相互作用
[单选题]对于塞曼效应实验,下列哪种说法是正确的( )。
实验中利用非均匀磁场观察原子谱线的分裂情况
实验中所观察到原子谱线都是线偏振光
单线系的每一条谱线,在垂直于磁场方向观察时,每一条分裂为三条,彼此间隔相等[单选题]在正常塞曼效应中,沿着磁场方向观察时将看到几条谱线( )。
2
0
3
1[单选题]碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因是(    )。
电子自旋的存在
选择定则的提出
轨道角动量的量子化
观察仪器分辨率的提高[单选题]在原子物理和量子力学中,描述电子运动状态的量子数是:,由此判定下列状态中哪个状态是存在的?
(3,4,1,-1/2)
(1,1,0,1/2)
(1,0,0,-1/2)
(3,1,2,1/2)[单选题]碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D3/2→2P3/2)在磁场中发生塞曼效应,光谱线发生分裂,沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为( )。
3条
4条
9条
6条[多选题]提出电子自旋概念的主要实验事实是(    )。
碱金属原子光谱的精细结构
史特恩-盖拉赫实验
夫兰克-赫兹实验
塞曼效应[判断题]正常塞曼效应是一条谱线在外磁场中分裂为三条,且频率间隔相等。(  )

[判断题]原子能级在均匀外磁场中分裂的层数是2S+1层。(  )

[判断题]史特恩—盖拉赫实验证明原子具有磁矩。(  )

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