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1、第五章第五章 多电子原子多电子原子 (多个价电子多个价电子)1教学内容教学内容 5.1 氦原子及镁原子的光谱和能级氦原子及镁原子的光谱和能级5.2 有两个价电子的原子态有两个价电子的原子态5.3 泡利原理和同科电子泡利原理和同科电子5.4 复杂原子光谱的一般规律复杂原子光谱的一般规律5.5 辐射跃迁的普用选择定则辐射跃迁的普用选择定则5.6 氦氖激光器氦氖激光器 2教学要求教学要求 （1）掌掌握握氦氦原原子子、镁镁原原子子等等具具有有两两个个价电子原子的光谱和能级。价电子原子的光谱和能级。（2）掌掌握握原原子子的的耦耦合合矢矢量量模模型型（L-S耦耦合合和和j-j耦耦合合）的的步步骤骤、适适用
2、用范范围围，正正确确地地求求出出电电子子组组态态构构成成的的原原子子态态（光光谱项）。谱项）。 3（3）掌掌握握洪洪特特原原则则、朗朗德德间间隔隔定定则则和和电电偶偶极极辐辐射射跃跃迁迁选选择择定定则则，并并能能正正确确画画出出能能级级图图，解解释释氦氦原原子子、镁镁原原子子等等具具有有两两个个价价电电子子原原子子的的光光谱谱的形成。的形成。（4）了解复杂原子光谱一般规律。）了解复杂原子光谱一般规律。（5）掌掌握握泡泡利利不不相相容容原原理理，正正确确构构造造出出同同科科电电子原子态。子原子态。（6）了了解解原原子子激激发发和和辐辐射射跃跃迁迁的的基基本本概概念念，了了解氦氖激光器的原理。解氦
3、氖激光器的原理。 4v重点重点v多电子原子的光谱多电子原子的光谱v能级图和原子态能级图和原子态vL-S 耦合耦合v泡利原理和同科电子原子态的确定泡利原理和同科电子原子态的确定v辐射跃迁的普用选择定则。辐射跃迁的普用选择定则。 难点难点vL-S 耦合耦合v多电子原子基态的确定和能级高低的判别多电子原子基态的确定和能级高低的判别v泡利原理和同科电子原子态的确定泡利原理和同科电子原子态的确定 55.1 氦氦原子及镁原子的光谱和能级原子及镁原子的光谱和能级一、氦原子的光谱和能级一、氦原子的光谱和能级二、镁原子的光谱和能级二、镁原子的光谱和能级6一、氦原子光谱实验规律和能级一、氦原子光谱实验规律和能级1
4、.具有原子光谱的一般规律；具有原子光谱的一般规律；2.谱线也分为主线系谱线也分为主线系,第二辅线系（锐线系），第一辅线系第二辅线系（锐线系），第一辅线系（漫线系）和柏格曼线系（基线系）；（漫线系）和柏格曼线系（基线系）； 3.特殊性特殊性:两套光谱两套光谱 : (1)单线系单线系(紫外区和远紫外区紫外区和远紫外区) (2)三重线系或有复杂结构的线系三重线系或有复杂结构的线系(三分线三分线 或六分线或六分线) (红外区红外区)。7推论推论:有两套能级有两套能级 单层能级单层能级 三层能级三层能级 (两套之间无跃迁两套之间无跃迁)注意注意:任何具有任何具有 两个价电子的原子或离子都两个价电子的原子
5、或离子都 与氦原子的光谱和能级结构相类似与氦原子的光谱和能级结构相类似 。 89 上图是氦的能级和能级跃迁对应光谱上图是氦的能级和能级跃迁对应光谱图。图。能级分单态能级和三重态能级能级分单态能级和三重态能级，早，早期还被误认为是两种氦（正氦和仲氦）期还被误认为是两种氦（正氦和仲氦）的行为。氦的第一激发态的行为。氦的第一激发态1s2s有两个态有两个态1S0和和3S1，三重态的能级比单态低，三重态的能级比单态低0.8ev。 23S1和和21S0都是亚稳态，都是亚稳态， 21S0的寿命为的寿命为19.5ns，氦的电离能，氦的电离能(He)为为24.6ev，是，是所有元素中最大的。所有元素中最大的。1
6、0 实验发现，碱土族元素原子与氦原子的能实验发现，碱土族元素原子与氦原子的能级和光谱结构相仿，级和光谱结构相仿，光谱都有两套线系，即光谱都有两套线系，即两个主线系，两个漫线系（第一辅线系），两个主线系，两个漫线系（第一辅线系），两个锐线系（第二辅线系）两个锐线系（第二辅线系）。但这两套光但这两套光谱的结构十分不相同：一套是单线结构，另谱的结构十分不相同：一套是单线结构，另一套是多线结构。一套是多线结构。相应的能级也有两套，单相应的能级也有两套，单态能级和三重态能级，两套能级之间无偶极态能级和三重态能级，两套能级之间无偶极跃迁。跃迁。二、镁原子光谱实验规律和能级二、镁原子光谱实验规律和能级双电子
7、系统：氦原子和双电子系统：氦原子和 碱土族元素（铍、碱土族元素（铍、镁、钙、锶、钡、镭、锌、镉、汞原子）镁、钙、锶、钡、镭、锌、镉、汞原子）1112实验发现实验发现B+、Al+、C+、Si+的能的能级和光谱结构与氦的相似，也分单级和光谱结构与氦的相似，也分单重态和三重态两套能级。重态和三重态两套能级。在周期表中同一竖列（同一族）诸在周期表中同一竖列（同一族）诸元素有相似的能级和光谱结构，有元素有相似的能级和光谱结构，有相似物理、化学性质相似物理、化学性质。135.2 有两个价电子的原子态有两个价电子的原子态二、二、 L-S耦合耦合一、电子组态一、电子组态三、三、 氦原子能级和光谱氦原子能级和光
8、谱四、四、 j-j耦合耦合14一、电子组态一、电子组态:处于一定状态的若干个（价）电处于一定状态的若干个（价）电子的组合（子的组合（n1l1 n2l2 n3l3) 。两个电子之间的相互作用两个电子之间的相互作用:例：氦原子基态例：氦原子基态: 1s1s第一激发态第一激发态: 1s2s镁原子基态镁原子基态: 3s3s第一激发态第一激发态: 3s3p电子组态电子组态:15二、二、 L-S耦合耦合（0）适用条件）适用条件（1）两个轨道角动量的耦合）两个轨道角动量的耦合（2）两个自旋角动量的耦合）两个自旋角动量的耦合（3）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合（4） 原子态
9、的标记法原子态的标记法（5）洪特定则）洪特定则（6）朗德间隔定则）朗德间隔定则（7）跃迁的选择定则）跃迁的选择定则16（0）适用条件）适用条件适用条件适用条件:两个电子自旋之间的相互作用和两个电子的轨道两个电子自旋之间的相互作用和两个电子的轨道 之间之间的相互作用，比每个电子自身的旋的相互作用，比每个电子自身的旋-轨相互作用强。即轨相互作用强。即 G1(s1s2), G2( 1 2),比比G3(s1 1), G4(s2 2), 要强得多。要强得多。推广到更多的电子系统：推广到更多的电子系统： L-S耦合： (s1s2)(l1l2)=(SL)17 （1）两个轨道角动量的耦合）两个轨道角动量的耦合
10、 设设l1和和l2分别是两个电子的角动量量子数，分别是两个电子的角动量量子数， 它们耦合的总角动量的大小由量子数它们耦合的总角动量的大小由量子数表示为表示为其量子数其量子数L取值限定为取值限定为18 轨道轨道角动量矢量合成角动量矢量合成 (a) (b)(c)19 （2）两个自旋角动量的耦合）两个自旋角动量的耦合设设s1和和s2分别是自旋角动量量子数，分别是自旋角动量量子数， 它们耦合的总角动量的大小由量子数它们耦合的总角动量的大小由量子数S表示为表示为 其量子数其量子数S取值限定为取值限定为20当当s1=s2=1/2时时:S=0, ms=0 单态单态(singlet)S=1, ms=-1, 0
11、, 1 三重态三重态(triplet)2122 当当LS时时,每一对每一对L和和S共有共有2S+1个个J值值; 当当L闭层占有数之一半闭层占有数之一半 时，为时，为倒转序倒转序倒转序倒转序。*对于同一对于同一L不同不同J的能级次序的能级次序: 当最小当最小J值（值（|LS|）的能级）的能级为最低，称为最低，称正常序正常序正常序正常序; ; 当当当当最大最大J（L+S）的能级为最低，称）的能级为最低，称倒转序倒转序倒转序倒转序。由由G3和和G4的具体情况来确定。的具体情况来确定。28 按照洪特定则，按照洪特定则，pp组态在组态在LS耦合下的原子耦合下的原子态对应的能级位置如图所示态对应的能级位置
12、如图所示:L=012S=0(1S0)1P1(1D2)S=13S1(3P2,1,0)3D3,2,129（6 6）朗德间隔定则：）朗德间隔定则： 朗德还给出能级间隔的定则，在朗德还给出能级间隔的定则，在L-SL-S耦合耦合耦合耦合的某多重态的某多重态能级结构中，能级结构中，相邻的两能级间隔与相应的较大的相邻的两能级间隔与相应的较大的J值成正值成正比。从而两相邻能级间隔之比等于两比。从而两相邻能级间隔之比等于两J值较大者之比。值较大者之比。J+1JJ-1（7）跃迁的选择定则：）跃迁的选择定则： 对两电子体系为对两电子体系为30例题例题2：求一个：求一个p电子和一个电子和一个d电子（电子（n1pn2d
13、)可能可能 形成的原子态并画出能级图。形成的原子态并画出能级图。 S = 0 1L=1 2 331S=0, 单一态单一态S=1, 三重态三重态pdp电子和电子和d电子在电子在LS耦合中形成的能级耦合中形成的能级PDF32 例题例题3 铍铍Be基态电子组态：基态电子组态： 1s22s2 形成形成1S0 激发态电子组态：激发态电子组态： 2s3p形成形成 1P1 ，3P2，1，0 问问: 由由2s3p向下跃迁可形成哪些谱线向下跃迁可形成哪些谱线?中间还有中间还有2s2p和和2s3s形成的能级，形成的能级，2s2p形成形成 1P1 ，3P2，1，0 ；2s3s形成形成 1S0 ，3S1右图是右图是L
14、-S耦合总能耦合总能级和跃迁光谱图级和跃迁光谱图2s3p2s2p 1S01P13P2,1,03S13P2,1,02s3s2s2p2s2 1S02s3s1P12s3p33三、氦原子的光谱和能级三、氦原子的光谱和能级 1.可能的原子态可能的原子态第一个第一个 第二个第二个电子电子e1 电子电子e2 L S=0 S=1J 符号符号 J 符号符号 1s 1s 0 0 1 1s 2p 1 1 0、1、2 1s 3d 2 2 1、2、3 1s 4f 3 3 2、3、4 342. 氦原子能级图1s3d1D21s3p1P11s3s1S01s2p1P11s2s1S01s1s1S03D1,2,33P0,1,23S
15、13P0,1,23S13S1351s3d1D21s3p1P11s3s1S01s2p1P11s2s1S01s1s1S03D1,2,33P0,1,23S13P0,1,23S13S1363. 光谱线系光谱线系三重线系三重线系 主线系主线系n=2,3n=2,3n=3,4n=3,4n=4,5单线系单线系 主线系主线系 第二辅线系第二辅线系 第一辅线系第一辅线系 柏格曼线系柏格曼线系37第二辅线系第二辅线系n =3,4第一辅线系第一辅线系n =3,4382.使亚稳态向基态跃迁的方法使亚稳态向基态跃迁的方法:1.亚稳态亚稳态:不能独自自发地过渡到任何不能独自自发地过渡到任何一个更低能级的状态。一个更低能级的
16、状态。 氦氦:1s2s 受受 的限制的限制4.亚稳态亚稳态(1)用碰撞激发使原子由亚稳态激发到非亚稳态。用碰撞激发使原子由亚稳态激发到非亚稳态。(2)无辐射跃迁无辐射跃迁(第二类碰撞第二类碰撞):与另一原子碰撞时与另一原子碰撞时,把能把能量直接传递给另一原子量直接传递给另一原子,不经辐射回到基态。不经辐射回到基态。39四、四、j-j耦合耦合更多的电子系统更多的电子系统:j-j耦合耦合： (s1l1)(s2l2) =（ j1j2 ）v 适用条件：重原子中每个电子自身的旋轨作用比两个适用条件：重原子中每个电子自身的旋轨作用比两个 电子之间的自电子之间的自 旋或轨道运动相互作用强得多。旋或轨道运动相
17、互作用强得多。G1(s1 s2) ,G2(12)强得多。即G3(s1 1), G4(s2 2) 比40v1.合成法则(1)(2)41（3）（4）原子态的标记法）原子态的标记法jj耦合的情况下，原子的状态用量子数耦合的情况下，原子的状态用量子数j1，j2和和J来表示，其来表示，其方法是（方法是（ j1，j2）J 。 2. j-j耦合原子态跃迁的选择定则耦合原子态跃迁的选择定则42例题例题:电子组态电子组态nsnp，在在j-j 耦合情况下，求可能的原子态。耦合情况下，求可能的原子态。 解：两个电子系统电子组态为解：两个电子系统电子组态为nsnp：s1=1/2, l1=0；s2=1/2,l2=1所以
18、所以j1=1/2,j2=1/2,3/2。j2=1/2, 3/2j1=1/2 (1/2,1/2)1,0,(1/2,3/2)2,1其能级结构如下图。与其能级结构如下图。与L-S耦合的原子态耦合的原子态1P1 ,3P2，1，0对比对比 ，两种耦合态的两种耦合态的J值同，状态的数目相同。值同，状态的数目相同。可可见见原子态的数目完全由电子组态决定原子态的数目完全由电子组态决定。43ps两个价电子两个价电子p和和s在在jj耦合中形成的能级耦合中形成的能级4445原子能级的类型实质上原子能级的类型实质上是原子内部几种相互作用强弱不是原子内部几种相互作用强弱不同的表现同的表现, L-S, L-S耦合和耦合和
19、j-jj-j耦合是两个极端情况耦合是两个极端情况, ,有些能级类有些能级类型介于二者之间型介于二者之间, ,只有程度的差别只有程度的差别, ,很难决然划分很难决然划分, ,j-jj-j耦合一耦合一般出现在高激发态和较重的原子中般出现在高激发态和较重的原子中。注意注意:同一电子组态在同一电子组态在j-j耦合和在耦合和在L-S耦合中形成的原子组耦合中形成的原子组态的数目是相同的态的数目是相同的,而且代表原子态的而且代表原子态的J值也是相同的值也是相同的,所不所不同的是能级间隔同的是能级间隔,这反映几个相互作用强弱对比不同。这反映几个相互作用强弱对比不同。 L-S耦合和耦合和j-j耦合的对比和变化情
20、况耦合的对比和变化情况 C Si Ge Sn Pb2p2p 3p3p 4p4p 5p5p 6p6p 2p3s 3p4s 4p5s 5p6s 6p7sLSjjmixed46洪特定则：洪特定则：从同一电子组态形成的诸能级中，从同一电子组态形成的诸能级中，（1 1）那重数最高的，亦即）那重数最高的，亦即S S值最大的能级位置最低；值最大的能级位置最低；（2 2）从同一电子组态形成的，具有相同）从同一电子组态形成的，具有相同S S值的能级中值的能级中那些具有最大那些具有最大L L值的位置最低。值的位置最低。 l, 库仑作用库仑作用L, 磁相互作用磁相互作用475.3 泡利原理和同科电子泡利原理和同科电
21、子一、泡利不相容原理一、泡利不相容原理二、同科电子二、同科电子(等效电子等效电子)组态的原组态的原 子态子态 （L-S耦合）耦合）三、原子基态三、原子基态48一、泡利不相容原理一、泡利不相容原理 1925年，年仅年，年仅25岁的泡利提出岁的泡利提出不相容原理不相容原理：原子中每个原子中每个状态只能容纳一个电子，换言之原子中不可能有两个或以状态只能容纳一个电子，换言之原子中不可能有两个或以上的电子占据四个量子数上的电子占据四个量子数(n,l,ml,ms)相同的态相同的态。后来发现凡后来发现凡自旋为自旋为1/2奇数倍的微观粒子奇数倍的微观粒子(电子、质子、中子等，统称电子、质子、中子等，统称费米子
22、费米子)都满足上述泡利原理。泡利原理更普遍意义是微观都满足上述泡利原理。泡利原理更普遍意义是微观全同粒子是不可区分的，交换两个全同粒子不改变其几率。全同粒子是不可区分的，交换两个全同粒子不改变其几率。例如交换两个粒子的位置，仍有例如交换两个粒子的位置，仍有这意味着有 波函数具有反对称性波函数具有反对称性（对应（对应“”号）或对称性（对应号）或对称性（对应“”号）。费米子的波号）。费米子的波函数具有反对称性；玻色子（自旋为整数的粒子）具有函数具有反对称性；玻色子（自旋为整数的粒子）具有对称波函数。对称波函数。49 由于泡利原理的限制，多电子原子中电子按照由于泡利原理的限制，多电子原子中电子按照n
23、、l顺序顺序填充。形象地将主量子数填充。形象地将主量子数n的态称的态称主壳层主壳层（壳层）（壳层）；角量子；角量子数数l的态称的态称次壳层次壳层；并分别由英文字母表示为；并分别由英文字母表示为 原子中各电子在原子中各电子在n l壳层的排布称电子组态。如：双电子壳层的排布称电子组态。如：双电子的氦的基态电子组态是的氦的基态电子组态是1s1s。当一个电子被激发到。当一个电子被激发到2s，2p后后的电子组态是的电子组态是1s2s ， 1s2p 。 n=1，2，3，4，5 | | | | | K L M N O 泡利不相容原理限制了泡利不相容原理限制了L-S耦合、耦合、j-j耦合的形成的原子态。耦合的
24、形成的原子态。注意注意:凡是自旋为半整数的粒子凡是自旋为半整数的粒子(称为费米子称为费米子)它们在原子它们在原子内的分布都受泡利原理的限制内的分布都受泡利原理的限制,并遵从费米统计规律。并遵从费米统计规律。50二、同科电子二、同科电子(等效电子等效电子)组态的原组态的原 子态子态 （ L-S耦合）耦合） nl相同的电子组态称同科电子组态相同的电子组态称同科电子组态，同科电子由于全，同科电子由于全同粒子的不可区分和不相容原理限制，由同科电子（如同粒子的不可区分和不相容原理限制，由同科电子（如npnp） L-S耦合的原子态少于非同科电子组态耦合的原子态少于非同科电子组态(np np)原原子态。例如
25、以下的态子态。例如以下的态,在在n= n 下不出现了，下不出现了， ml -1 0 +1npnp51(np)2只能按以下方式填充只能按以下方式填充而且像而且像-1 0 +1npnp-1 0 +1npnp和交换后也没有区别。交换后也没有区别。Ms=1ML=-1ML=0ML=+1-1 0 +1ML=-1ML=0ML=+1-1 0 +1Ms=-1-1 0 +1ML=-2,0,2ML=-1(2)ML=0 (2)ML=1 (2)Ms=052然后分解然后分解然后用然后用Ms，ML做坐标轴，在做坐标轴，在ML Ms坐标系中标出相应态数坐标系中标出相应态数221131111MsMLMLMsMLMsMLMsL=
26、2，S=0，1D2L=1，S=1，3P2,1,0L=0，S=0，1S01153 电子组态形成封闭壳层结构时，电子组态形成封闭壳层结构时，ML=0，MS=0。因此闭合壳层角动量为零，即因此闭合壳层角动量为零，即L=0,S=0,J=0。（原子。（原子实正是这样）。实正是这样）。由此由此l=1的的p子壳层中的子壳层中的np1和和np5 ； np2和和np4具有相同的角动量大小（方向相反），因而具有相同的角动量大小（方向相反），因而有相同的原子态。有相同的原子态。. 所以同科电子所以同科电子npnp的原子态数有五个：的原子态数有五个：1S0，1D2，3P2，1，0 。对于两个同科电子有一种简单的方。对
27、于两个同科电子有一种简单的方法，法，从非同科电子组态的诸原子态中挑选出从非同科电子组态的诸原子态中挑选出L+S为为偶数的态就是同科电子组态对应的原子态。偶数的态就是同科电子组态对应的原子态。该方法该方法又称偶数定则。又称偶数定则。54三、原子基态三、原子基态 原子基态指原子能级最低的状态。从基态电子组态确定原子基态指原子能级最低的状态。从基态电子组态确定的原子态中，按照洪特定则，找出能级最低的状态。就是的原子态中，按照洪特定则，找出能级最低的状态。就是原子的基态。原子的基态。定基态的简便法定基态的简便法:a. 将将 （表示自旋取向）按右（表示自旋取向）按右图顺序填充图顺序填充ml各值，如各值，
28、如l=2，b.计算计算c.令令10ml=2, 1， 0， +1， +255例 23V钒的基态电子组态1s22s22p63s23p64s23d3例 26Fe的基态电子组态1s22s22p63s23p64s23dmd=-2 -1 0 +1 +2md=-2 -1 0 +1 +256原子基态小结原子基态小结1.满壳层满壳层(包括次壳层包括次壳层)，原子基态是，原子基态是1S0。2.满壳层外只一个电子（如碱金属），满壳层外只一个电子（如碱金属）， 原子基态原子基态2L|l-1/2|。3.正好填满次壳层数的一半，原子基态正好填满次壳层数的一半，原子基态 为为L0的的S态，态， 自旋自旋S半满电子数，半满电
29、子数，JS, 2S1Ss。4.nlx与与nlN-x(N=(2l+ 1 ) 2)的基态有相同的基态有相同 的的L、S值，小于半满数时值，小于半满数时J=|L-S|大于半大于半 满数时满数时J=L+S57写出两个同科写出两个同科d电子形成的原子态，电子形成的原子态，那一个能级最低？那一个能级最低？585.4 多电子原子光谱的一般规律多电子原子光谱的一般规律一、光谱和能级的位移律一、光谱和能级的位移律二、二、多重性的交替律多重性的交替律三、三个或三个以上价电子的原子态的推导三、三个或三个以上价电子的原子态的推导四、其他规律四、其他规律59 实验观察到：实验观察到：具有原子序数具有原子序数Z Z的中性
30、原子的中性原子的光谱和能级，同具有原子序数的光谱和能级，同具有原子序数Z+1Z+1的原子的原子一次电离后的离子的光谱和能级结构相似。一次电离后的离子的光谱和能级结构相似。 例如：例如：H H同同HeHe+ +, He, He同同LiLi+ +一、光谱和能级的位移律：一、光谱和能级的位移律：二、二、多重性的交替律多重性的交替律:按周期表顺序的元素，交替的具有偶数或奇按周期表顺序的元素，交替的具有偶数或奇数的多重态。数的多重态。60交替的多重态交替的多重态 单一单一 单一单一 单一单一 单一单一 单一单一双重双重 双重双重 双重双重 双重双重 双重双重 双重双重 三重三重 三重三重 三重三重 三重
31、三重 三重三重 四重四重 四重四重 四重四重 四重四重 四重四重 五重五重 五重五重 五重五重 五重五重 六重六重 六重六重 六重六重 七重七重 七重七重 八重八重61三、三个或三个以上价电子的原子态的推导三、三个或三个以上价电子的原子态的推导1.能级的多重数由能级的多重数由S决定，每加一个电子时，决定，每加一个电子时，新的新的S=原有的原有的S ，所以原有每一类能级的，所以原有每一类能级的多重结构就转变为两类，一类重数比原来的多重结构就转变为两类，一类重数比原来的增加增加1，另一类减，另一类减1。2.2.任何原子的状态，基态和激发态，可以看作任何原子的状态，基态和激发态，可以看作一次电离离子
32、加上一个电子形成的，而一次电一次电离离子加上一个电子形成的，而一次电离离子的状态又同周期表顺序前一个元素的状离离子的状态又同周期表顺序前一个元素的状态相似，所以由前一元素的状态可以推断后继态相似，所以由前一元素的状态可以推断后继元素的状态，可以按照二电子体系推求状态的元素的状态，可以按照二电子体系推求状态的法则进行。法则进行。622.能级次序：由一个次壳层满额半数以上的电能级次序：由一个次壳层满额半数以上的电子（但还没满）构成的能级一般具有倒转次子（但还没满）构成的能级一般具有倒转次序（序（J值大的能级低）；小于满额半数的电子值大的能级低）；小于满额半数的电子构成的能级构成的能级 一般具有正常
33、次序（一般具有正常次序（J值小的能级值小的能级低）。低）。1.洪特定则和朗德间隔定则对多电子原子也洪特定则和朗德间隔定则对多电子原子也适用。适用。四、其他规律四、其他规律635.5 辐射跃迁的普用选择定则辐射跃迁的普用选择定则1.宇称（或电子组态）跃迁选择定则宇称（或电子组态）跃迁选择定则2.L-S耦合跃迁选择定则耦合跃迁选择定则3.j-j耦合跃迁选择定则耦合跃迁选择定则64偶性态（偶性态（ =偶数）偶数） 奇性态（奇性态（ =奇数）奇数）1. 宇称（或电子组态）跃迁选择定则宇称（或电子组态）跃迁选择定则： 跃迁只能发生在不同宇称状态之间，即从跃迁只能发生在不同宇称状态之间，即从偶性宇称到奇性
34、宇称或反之。偶性宇称到奇性宇称或反之。65 （0 0除外）除外）3. j-j耦合跃迁选择定则耦合跃迁选择定则:2. L-S耦合跃迁选择定则耦合跃迁选择定则:（ 在两个电子同时 受激发时才出现）（0 0除外） 665.6 氦氖激光器简介氦氖激光器简介一、构造一、构造二、原理二、原理67一、构造一、构造v氦氦-氖激光管中充有氦（氖激光管中充有氦（1mmHg）、氖）、氖（0.1mmHg）混合气体，两端装有非常平坦）混合气体，两端装有非常平坦且精确平行的镀膜玻璃板（反射镜）：一端且精确平行的镀膜玻璃板（反射镜）：一端100%反射，一端反射，一端98%反射，目的是采用光激反射，目的是采用光激励实现氖原子
35、的粒子数反转，产生受激辐射。励实现氖原子的粒子数反转，产生受激辐射。图图8.2-7 内腔式氦氖激光管结构内腔式氦氖激光管结构出光端出光端毛细管毛细管阳极阳极阴极阴极部分反射镜部分反射镜全反射镜全反射镜68二、原理二、原理vHe原子是能量的原子是能量的传输者。它传输者。它 有两个亚稳态：有两个亚稳态：1s2s1S0、 1s2s3S1vNe原子产生受激原子产生受激辐射，发出激光。辐射，发出激光。其电子组态其电子组态2p55s、2p54s（1P1、3P0，1，2）与氦原子的）与氦原子的两个亚稳态能量两个亚稳态能量 相近相近(教材教材166页页 图图5.8)。 69练习题练习题 （1）汞汞原原子子有有两两个个价价电电子子,基基态态电电子子组组态态为为6s6s若若其其中中一一个个电电子子被被激激发发到到7s态态（中中间间有有6p态态）由由此此形形成成的的激激发发态态向向低低能能级级跃跃迁迁时时有有多多少少种种可可能能的的光光谱跃迁？画出能级跃迁图。谱跃迁？画出能级跃迁图。（2）某某系系统统由由一一个个d电电子子和和一一个个2P3/2原原子子构构成成,求求该系统可能的光谱项。该系统可能的光谱项。（3）某系统由）某系统由spd电子构成电子构成,试写出它的光谱项。试写出它的光谱项。701.6s6p 1S01P13S13P2,1,06s7s6s6p6s2 1S06s7s71
