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1、 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版一一 氢原子的薛定谔方程氢原子的薛定谔方程氢原子中电子的势能函数氢原子中电子的势能函数定态薛定谔方程为定态薛定谔方程为1 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版转化为转化为球球坐标坐标分离变量法求解分离变量法求解, ,设设 2 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版得得3 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 1
2、5-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版 二二 量子化条件和量子数量子化条件和量子数n =1,2,3,.为为主量子数主量子数 求解上述方程时可得以下一些量子数及求解上述方程时可得以下一些量子数及量子化量子化特特性性1 能量能量量子化和主量子数量子化和主量子数4 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版2 角动量角动量量子化和角量子数量子化和角量子数电子绕核运动时的角动量为：电子绕核运动时的角动量为： 为为角量子数角量子数例如，例如，n =2时，时， =0，1相应的相应的 5 第十五章第
3、十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版 当当氢氢原原子子置置于于外外磁磁场场中中，角角动动量量L在在空空间间取取向向只只能能取取一一些些特特定定的的方方向向，L在在外外磁磁场场方向的投影必须满足量子化条件方向的投影必须满足量子化条件3 角动量角动量空间量子化空间量子化和磁量子数和磁量子数磁量子数磁量子数6 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版Lz磁量子数磁量子数 ml =0, 1 , 相应的相应的例如，例如， 时，时，zo7 第十五章第十五章
4、量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版4 电子的电子的自旋自旋和自旋磁量子数和自旋磁量子数自旋角动量在外磁场方向上只有两个分量自旋角动量在外磁场方向上只有两个分量:自旋角动量自旋角动量ms称为称为自旋磁量子数自旋磁量子数式中自旋量子数式中自旋量子数 ，即即8 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版SzS电子的电子的自旋自旋角动量和角动量和自旋磁量子数自旋磁量子数ozSz9 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的
5、量子理论简介物理学物理学第五版第五版5 小结小结 原子中的电子的运动状态可由四个量子原子中的电子的运动状态可由四个量子数数( (n, l ,ml , ms) ) 来表示来表示. 角角量子数量子数 l 决定电子的轨道角动量决定电子的轨道角动量 磁磁量子数量子数 ml 决定轨道角动量的方向决定轨道角动量的方向 自旋自旋量子数量子数ms决定自旋角动量的方向决定自旋角动量的方向 主主量子数量子数 n 决定电子的能量决定电子的能量10 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版三三 基态径向波函数和电子分布概率基态径向波函数和电
6、子分布概率1 氢原子的氢原子的基态能量基态能量处于基态时处于基态时 n = 1 l = 0径向径向波函数波函数方程方程解为解为11 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版其中其中将解代入将解代入方程方程得得12 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版2 基态径向基态径向波函数波函数电子出现在体积元电子出现在体积元dV的概率为：的概率为： 令令沿沿径矢的概率密度为径矢的概率密度为 p , ,则电子出现则电子出现在距核在距核r r+dr的概
7、率为的概率为13 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版由由归一化条件归一化条件得得基态径向基态径向波函数波函数为为14 第十五章第十五章 量子物理量子物理15-9 15-9 氢氢原子的量子理论简介原子的量子理论简介物理学物理学第五版第五版p(r)or3 电子的分布概率电子的分布概率r1r1电子云电子云15 第十五章第十五章 量子物理量子物理物理学物理学第五版第五版本章目录本章目录选择进入下一节：选择进入下一节：15-1 15-1 黑体辐射黑体辐射 普朗克能量子假设普朗克能量子假设15-4 15-4 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论15-3 15-3 康普顿效应康普顿效应15-2 15-2 光电效应光电效应 光的波粒二象性光的波粒二象性15-015-0 教学基本要求教学基本要求*1515-5 -5 弗兰克弗兰克- -赫兹实验赫兹实验16
