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原子化学量子热学主要知识点备考答辩.doc8页

更新时间:2023-10-30 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

1.爱因斯坦关系是哪些?哪些是波粒二象性?答:爱因斯坦关系:波粒二象性:光除了具有波动性,并且还具有质量、动量、能量等粒子的内禀属性,就是说光具有波粒二象性。2.α粒子散射与夫兰克-赫兹实验结果验证了哪些?答:α粒子散射实验验证了原子的核式结构,夫兰克-赫兹实验验证了原子能量的量子化3.波尔理论的内容是哪些?波尔氢原子理论的局限性是哪些?答:波尔理论:(1)原子就能并且只才能出于一系列分离的能量状态中,这种状态称为定态。出于定态时,原子不发生电磁幅射。(2)原子在两个定态之间跃迁时,才会吸收或则发射电磁幅射,幅射的频度由式决定(3)原子处于定态时,电子绕原子核做轨道运动,轨道角动量满足量子化条件:局限性:(1)不能解释较复杂原子甚至比氢稍复杂的氦原子的波谱;(2)不能给出波谱的谱线硬度(相对硬度);(3)从理论上讲,量子化概念的数学本质不清楚。4.类氢体系量子化基态的表示,波数与波谱项的关系?答:类氢体系量子化基态的表示:波数与波谱项的关系5.索莫菲量子化条件是哪些,空间取向量子化怎么验证?答:索莫菲量子化条件是空间取向量子化通过史特恩-盖拉赫(Stern-)实验验证。、6.碱金属的四个线系,选择定则,基态特性及产生缘由?答:碱金属的四个线系:主线系、第一辅线系(漫线系)、第二辅线系(锐线系)、柏格曼系(基线系)碱金属的选择定则:碱金属的基态特性:碱金属原子的基态不但与主量子数n有关,还和角量子数l有关;且对于同一n,都比氢(H)基态低。OSG物理好资源网(原物理ok网)

产生缘由:原子实外价电子只有一个,而且原子实的极化和轨道的贯串形成了影响,形成了与氢原子基态的差异7.载流子假定内容,碱金属波谱精细结构特征?答:载流子假定内容:(1)电子具有载流子角动量,它在空间任何方向上的投影只能取(2)电子具有载流子磁矩,它在空间任何方向上的投影只能取碱金属波谱精细结构特征:主线系:每条谱线皆为双线且双线间隔渐渐减少,最后划归1线系限;二辅系:也由双线组成,双线间隔固定,最后有2线系限;一辅系:由三线组成,最外2线间隔固定且与二辅系相同,中间一条与两侧间隔越来越小,最后有与二辅系相同的2线系限。碱金属原子的基态是一个单层结构的基态,只有s基态是双层的其余所有p、d、f等基态均为单层的。8.电子态与原子态怎样表示?哪些是电子载流子轨道耦合?答:电子态:电子的运动状态和量子数n、l有关,通常将主量子数n表示的状态称主壳层,角量子数l表示的态称子壳层。电子的状态可表示为1s、2s、2p、3d、4d、4f、5f等等。原子态:----n层数(表示L的S,P,D,F)J,其中电子弱冠动量J=轨道角动量L+载流子角动量S。电子载流子耦合:通过电子之间的载流子形成彼此的疗效力。9.碱羌族元素波谱特征?答:Mg的波谱与He类似。OSG物理好资源网(原物理ok网)

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也产生两套线系,有两个主线系、两个第一辅线系、两个第二辅线系等等。Mg原子也有两套基态,一套是双层基态——单态,另一套是三层基态——三重态。双层基态间的跃迁形成单线原子物理与量子力学上册,三层基态间的跃迁形成多线波谱。10.LS耦合与jj耦合过程?两种耦合形式的原子态表示?答:略11.泡利原理与同科电子的质数定则是哪些?答:泡利原理:同一原子中,不能有两个电子处于完全相同的状态,也就是说,任意两个电子的状态都不完全相同同科电子质数定则:考虑同科电子组态为nlnl时的原子态但L+S必须为奇数12.洪特定则与郎德间隔定则?答:洪特定则:对于L-S耦合,给定的电子组态所产生的原子态中,重数(2S+1)最大(S最大)的基态位置最低;重数相同的基态(S相同),L最大的位置最低。郎德间隔定则:L-S耦合产生的一个多重基态结构中,相邻的两基态间隔与相关的二J值中较大的成反比。13.磁场中原子磁矩的表示及造成的能量差。答:原子磁矩:,而对于两个或两个以上电子的原子,其磁矩表达式为:轨道磁矩:;载流子磁矩:;总磁矩:。能量差:基态间隔与能量差有关,M可取J,J-1,…,-J共2J+1个可能值,即ΔE取2J+1个可能值。OSG物理好资源网(原物理ok网)

也就是说,在磁场作用下,一个基态分裂为2J+1个。14.磁场中角动量与磁矩运动特点。答:磁场中角动量运动特点:角动量PJ绕磁场方向旋进;磁矩运动特点:磁矩绕磁场方向旋进15.顺磁、抗磁性、铁磁性的动因及塞曼效应基态图。答:顺磁、抗磁性、铁磁性的动因:宏观磁矩的方向与磁场的方向不同,形成了不同的磁性。有些物质在磁场中磁化后,宏观磁矩的方向与磁场的方向相反,这类物质称为抗磁性物质;有些物质在磁场中磁化后,宏观磁矩的方向与磁场方向相同,这类物质称为顺磁性物质;另外还有些物质(铁、钴、镍等),在磁场作用下,表现出比顺磁性强得多的磁性,且去除磁场后磁性不消失,这类物质称为铁磁性物质。16.多电子原子的壳层结构,简并度及电子态填充次序。答:简并度:电子态填充次序17.X射线形成和检测原理是哪些?克拉科夫公式?答:X射线通常由高速电子严打在物体上形成。检测:通过衍射检测,X射线波长与晶体中原子的宽度接近,可借助晶体作为衍射光栅进行X射线的衍射。克拉科夫公式:18.X射线标示谱特点是哪些?答:X射线谱由两部份组成:连续谱和标示谱。标示谱又称特点谱,为线状波谱,由一些特定波长的谱线组成。每种元素有一套特定波长的X射线谱,成为元素的标示,所以称为标示谱。OSG物理好资源网(原物理ok网)

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不同元素的标示谱结构相像。19.哪些是波函数的统计演绎?归一化?答:奥斯陆提出了德布罗意波的统计意义,觉得波函数代表发觉粒子的概率。发觉一个实物粒子的概率同德布罗意波的波函数平方成反比。|Ψ(r)|2的意义是代表电子出现在r点附近概率的大小,准确的说,|Ψ(r)|表示在r点附近,容积元中找到粒子的机率。归一化:粒子在全空间出现的概率等于120.S多项式及定态S多项式方式?答:薛定谔多项式:;定态薛定谔多项式:21.哪些是禁锢态和非禁锢态?答:对于一维无限深方势阱,粒子禁锢于有限空间范围,在无限远处,(=0。这样的状态,称为禁锢态。22.哪些是宇称?一维无限深势阱、谐振子及氢原子定态宇称?答:宇称:空间反射:空间矢量反向的操作,此时若有:,则称波函数具有正宇称(或偶宇称);假如,称波函数具有负宇称(或奇宇称)。一维无限深势阱:n=odd时,为偶宇称;n=even时,为奇宇称;谐振子:(n的宇称由厄密方程Hn(ξ)决定。(氢原子定态宇称讨论见下边)23.氢原子波函数中量子数的取值及含意?答:24.哪些是隧洞效应?答:粒子还能穿透比它动能更高的势垒的现象.它是粒子具有波动性的生动表现。OSG物理好资源网(原物理ok网)

其实,这些现象只在一定条件下才比较明显。25.量子热学中的热学量由哪些来表示?答:量子热学中的热学量由厄米算符来表示?26.热学量算符本征值的涵义?答:假若算符?代表热学量O,这么当体系处于?的本征态Ψ时,热学量O取确定值,该值就是算符?在本征态Ψ中的本征值。27.热学量算符本征态的特征?答:厄密算符属于不同本征值的本征函数互相正交。28.完备系(完全系)?热学量的取值及机率?答:一组函数φn(x)(n=1,2,...),倘若任意函数Ψ(x)都可以向这组函数展开:(Ψ(x)应具有与φn(x)(n=1,2,...),相同的定义域和边界条件(包括无限远点)),则称这组函数φn(x)具有完全性(完备性),或则说函数φn(x)(n=1,2,...)组成完全系(完备系)。热学量取值及概率:|cn|2应表示热学量取λn的机率,|cλ|2dλ是在(态中测得热学量在λ→λ+dλ范围内的机率。补充:电子自身具有一固有磁矩,且该磁矩的空间取向只有两个。n种运动形式就有n种状态。但这n个状态的能量是相同的,这些情况称作n重简并。相对论效应:电子椭圆轨道运动中,速率变化,而保持角动量不变,所以电子的质量在轨道运动中是仍然改变的。OSG物理好资源网(原物理ok网)

这些情况的疗效是,电子的轨道不是闭合的,主量子数相同而角动量量子数不同的轨道速率变化不同,因此质量的变化和进动的情况完全不同。质量情况不同,其能量略有差别,因而造成原先的简并态成为非简并态,导致能量的差别,致使波谱的精细结构。克拉科夫提出了德布罗意波的统计意义,觉得波函数代表发觉粒子的概率。发觉一个实物粒子的概率同德布罗意波的波函数平方成反比。|Ψ(r)|2的意义是代表电子出现在r点附近概率的大小,准确的说,|Ψ(r)|表示在r点附近,容积元中找到粒子的机率。一维线性谐振子的本征值基于波函数在无穷远处的有限性条件造成了能量必须取分立值。对应一个谐振子基态只有一个本征函数,即一个状态,所以基态是非简并的。值得注意的是,能级能量E0={1/2}?ω≠0,称为零点能。这与无穷深势阱中的粒子的能级能量不为零是相像的,是微观粒子波粒二相性的表现原子物理与量子力学上册,能量为零的“静止的”波是没有意义的,零点能是量子效应。氢原子的基态:氢原子的本征态:,组成正交归一系。氢原子波函数宇称:波函数的宇称将由Plm(ζ)的宇称决定,而Plm(cos()具有(l+m)宇称,则氢原子波函数的宇称与角量子数有关,按照角量子数的奇偶性改变。碱金属原子中,价电子的弱冠动量(也是原子的弱冠动量,由于原子实角动量为0)为:。而准确依据OSG物理好资源网(原物理ok网)

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