HUST
APPLIED PHYSICS
5
第七章 原子的壳层结构
3．原子结构（P218）
R(Z )2
n2
R
(n l )2
RZ *2 n2
Z
n
n l
Z
1
l n l
S
11 (1
1.35 ) 3 1.35
9.18
P
11 (1
0.86 ) 3 0.86
9.60
D
11 (1
3
无磁场
32D3
2
有磁场
M Mg
3
6
2
5
1
2
2
5
1 2
2 5
3 2
6 5
22P1
2
光谱线
2
2
2
15
15
15
10
10
15
15
1
1
2
3
1 2
1 3
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3
7．磁场中的原子能级（P197）
附加能量 E MgB B
已知 1 5895.93A 2 5889.96A
g1 2 / 3, g2 4 / 3
M
3 2
1 2
1 2
3 2
M2 g2
6 5
2 5
2 5
6 5
M1 g1
1 3
1 3
M2 g2 M1g1
13 15
11 15
1 15
1 15
11 13 15 15
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2
~
(
1
)
(
13 15
,
11 15
,
1 15
)L
原来的一条光谱线分裂成六条光谱线。
能级跃迁图如下：
0.01 ) 0.01
9.997
σ代表原子实中的有效（负）电荷数。
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6
第八章 X射线
2．反射式光栅衍射（P249）
光程差为 极大条件 2d sin( / 2)sin( / 2) n
d cos d cos( ) 2d sin( / 2)sin( / 2)
第六章 磁场中的原子
2．磁场中的跃迁（P197）
能级如图，附加能量为
1 P1
E MgBB
1S0
hcvˆ E1 E0 E0 E1
gBB
BM 1 0 -1
0
v
而 g 1 J (J 1) L(L 1) S(S 1) 1
2J (J 1) B hcvˆ 1T g B
HUST
3．光栅衍射（P249） d
d 1 mm 10-5m, 20 20 rad 5.82mrad
100 1
60 180
对于第一级衍射2，有 5.82103 rad
n d( 2 / 2) 5.081010 m
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7
BB
而对于K原子，有 s 1/ 2，J L 1/ 2或LJ
1)
L(L 1) 2J(J 1)
S
(
S
1)
1 1
2( L
1
1 1
/
，J 2)
，J
L L
1
2 1
2(L 1/ 2)
2
L 1(舍去) g 2 L 0
L 0, J 1 / 2, 原 子 态 为2 S1/ 2
P 2 3/2
E2
P 2 1/ 2
E1
1 2
S2 1/ 2
E0
BB
|E|2max |E|1max
E2
E1
E
2max
E 1max
1 hc (
2
1 )
1
M 2max
g2BB
M 1max
g1 B B
(34 23
1 2
2 3
)
B
B
B 15.78T
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4
8．Stern-Gerlach实验与原子状态（P197）
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1
3．Zeeman效应（P197）
Li原子 32D3/ 2 22P1/ 2 跃迁的Zeeman效应。
g1
1
1 3
22
1 2
2
1 2
3 2
1 3
22
2 3
M1
1 2
,
1 2
M , , , g2
1
3 5
22
23
2
3 2
5 2
1 3
22
4 5
31 1 3 2 22 2 2
（1） 2J 1 9 J 4 原 子 态 为5 D4
（2）
g 1 45 23 23 3
245
2
J
g
e 2m
PJ
3
5B
（3）
d 2
1 2m
L1
2
dB dy
MgB
1 m
dB dy
MgB
L1
L2
d 4.14mm
10．顺磁共振（P198）
根据顺磁共振的条件 gBB hv
可得
g hv 2