哈工大原子物理复习指导
哈工大原子物理复习
1. 同位素：原子量不同而化学性质相同。有相同元素名称，在化学周期表中处于同一位置，有相同原子序
数。
2. 类氢离子：原子序数大于1，核外电子只有1个的离子。
3. 电离电势：电子加速与原子发生碰撞，使之电离，加速电子所需的电势称为电离电势。
4. 激发电势：电子加速与原子发生碰撞，使之激发，加速电子所需的电势称为激发电势。
5. 量子化通则：对一切微观粒子的广义动量与广义位移的乘积在一个周期内的积分等于普朗克常数的整数倍。⎰==3,2,1,n nh pdq
6. 原子空间取向量子化：在磁场中原子的角动量或磁矩沿外场分量的取值是不连续的，是量子化的。
7. 对应原理：在原子范畴内的现象与宏观范围内的现象可以各自遵循本范围的规律，但当把微观范围延伸
到经典范围时得到的数据与经典范围内的规律吻合。
8. 有效量子数：n 是量子力学中描述电子波函数的项目，决定了（氢原子）的轨道能量大小。表征电子壳
由1到无限大的次序，n 越大表示其价电子壳越大。
9. 原子实极化：原子中除价电子以外的内层电子与原子核构成原子实，原子实内部正负电荷中心重合。在
价电子作用下，原子实的正负电荷中心发生偏离形成电偶极子的现象称为原子实极化。
10.轨道贯穿：在主量子数n 较大，角量子数l 较小的情况下，电子绕核作椭圆轨道运动且轨道偏扁。在轨
道靠近原子核时，轨道有可能会进入到原子实内部，这一现象称作轨道贯穿。
11.有效电荷数：由于原子实极化和轨道贯穿的影响，价电子实际感受到的原子实对其产生引力作用的正电
荷数目称为有效电荷数。
12.电子自旋：电子本身所固有的绕自身轴转动的运动状态称为自旋。它固有的角动量() 1s s S +=
，其中自旋量子数2
1=s 13.电子态：电子所处的状态，可以用量子数n ，l ，l m ，s m 来描述。(原子中任一电子的运动状态，在原
子物理学中通常用这个电子的主量子数n ，轨道角动量l ，轨道磁量子数l m ，自旋磁量子数s m 描述。)
14.原子态：原子所处的状态，L-S 耦合可表示为J L S 12+；j-j 耦合可表示为()J j j ,......2,1。
15.电子组态：原子中各个电子状态的总和，用2211l n l n ...表示。
16.JJ 耦合：对多电子体系，电子相互之间作用比较弱时，电子的自旋角动量和轨道角动量要先合成各自
的总角动量，然后各电子的总角动量又合成原子的总角动量这种耦合方式成为j-j 耦合。
17.LS 耦合：对多电子体系，电子相互之间作用比较强时，电子各自的自旋运动合成一个总的自旋运动，
各自的轨道角动量合成一个轨道总角动量，然后轨道总角动量再和自旋总角动量合成总角动量，因最后是S 和L 合成J ，故称其为L-S 耦合。
18.泡利原理：在一个原子中不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数（n ，l ，l m ，s m ）
19.原子的磁矩：原子中的电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩。
20.塞曼效应：塞曼效应是原子的光谱线在外磁场中出现分裂的现象。
21 光谱：光谱是复色光经过色散系统分光后，被色散开的单色光按波长或频率大小而依次排列的图案，（光
谱是光的频率成分和强度的关系图）全称为光学频谱。
22 氢原子线系：氢原子的光谱满足一定的关系构成的线系。
23 磁矩：描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量。平面载流线圈的磁矩定义为μ=isn 分别为电流强
度线圈面积与电流方向成右手螺旋关系的单位矢量。
24 旋磁比：原子中电子绕核运动的磁矩μ与电子的轨道角动量L比值的绝对值γ称为旋磁比。
25 朗德g因子：测量到的磁矩在磁场方向的投影μz（以μg为单位）与角动量在z方向投影(以h杠为单
位)的比值
26 同科电子：n和l二量子数相同的电子称为同科电子，
27 壳层：因电子的能量主要决定于主量子数n，所以具有相同的n值的电子构成同一壳层。
28 原子基态：原子所处的能量最低状态称为原子基态。
29 洪特定则：对于一个给定的电子组态形成的一组原子态，当某原子态具有的s最大时，它处的能级位置
越低；对同一个s，又以L值大的为最低。
30 朗德间隔定则：在三重态中，一对相邻的能级之间的间隔与两个J值中较大的那个值成正比。可用于鉴
定LS耦合！！！！
31 帕邢巴克效应：强磁场中，任意谱线会分裂成3条，破坏了LS耦合，此时J无意义。
32 束缚态亚稳态…………看书理解好就行了
1 α粒子散射实验
内容：α粒子源发射的α粒子经一细的通道后，形成一束射线，打在铂的薄膜上，α粒子受薄膜散射时，绝大多数粒子平均只有2-3度的偏转，但有1/8000的α粒子偏转大于90°，其中有接近180°的。
物理意义：α粒子接近原子时，此时正电体很小，α粒子进了原子区域，整个正电子体对它起作用，因此受正电体的力是库伦力。而且正电体很小，所以r可以很小，所受的力可以很大。因此就能产生大角散射。
2 弗兰克-赫兹实验
内容：在玻璃容器中充以要测量的气体，电子由热阴极K发出，经过加速到达GA空间，如果仍有较大能量，就能成为通过电流计的电流。如果电子在KG空间与原子碰撞，电子剩余的能量不足以达到A，因而也流不过电流计。如果发生这样的情况的电子很多，电流计中的电流就要降低。
物理意义:原子被激发到不同状态时，吸收一定数值的能量，这些数值不是连续的，足见原子的内部能量实量子化的，也就是说确实证实了原子能级的存在。
解释：当KG 间电压低于4.9伏特时，电子在KG空间被加速而取得的能量较低。此时如果与汞原子碰撞，还不足以影响汞原子的内部能量。当KG间电压达到4.9伏特时，电子如果与汞原子在栅极G处相撞，有可能把获得的全部能量传递给汞原子，这刚足够使后者从基态被激发到最近的一个能量较高的状态。当KG间电压是2倍或者3倍伏特时，电子在KG区有可能经两次或三次碰撞而失去能量，因而又造成电流下降。
3 碱金属光谱的精细结构内容：对碱金属原子的光谱，如果用分辨本领足够高的仪器进行观察会发现每
一条是由三条线构成但最外两条的间隔同第二辅线系各条线中二成分的共同间隔。
解释：谱线的分裂意味着能级的分裂：能级是单层的，所有pdf能级都是双层的，当量子数n增大时，双层能级间隔减小。
4 塞曼效应
内容：当光源放在足够强的磁场中时，所发光谱的谱线会分裂成几条，而且每条谱线的光是偏振的。物理意义：塞曼效应证实了原子具有磁矩和空间取向量子化的现象，塞曼效应仍是研究能级结构的
重要方法之一。
理论解释：塞曼效应的产生是原子磁矩和外加磁场作用的结果。
6 汤姆逊原子模型的不合理性
⑴不能解释氢光谱（2）不能解释a粒子散射实验
7 卢瑟福核式模型
原子中带正电部分集中在很小的体积中，但它占有原子绝大部分的质量，电子在它外边运动，受原子全部正电荷库伦力的作用。
不合理：不能解释氢光谱；不能解释稳定性再生性同一性
8 玻尔理论成功之处和不成功之处
成功：里德保方程解释了氢光谱；给出了里德保常数；计算出了氢原子半径；
创新之处：电子绕核运动不产生电磁辐射；电子跃迁产生的电磁辐射频率与自身角频率无关；引入量子化概念；
不合理之处：对于其他原子光谱理论与实际分歧很大；不能解释塞曼效应；不能解释精细结构；
9. 斯特恩盖拉赫实验
意义：证明角动量空间取向量子化；证明电子自旋；可以测量未知原子的g因子和J；
原理（包括原理图），内容，结果，看书，记住！
10. 工大21系的学弟学妹们，仔细看书，细看！考的很细的！塞曼效应，LS耦合，跃迁图必考。
原子物理学褚圣麟第四、五章复习
第四章：碱金属原子和电子自旋 锂、钠、钾、铷、铯、钫 化学性质相仿、都是一价、电离电势都比较小，容易被电离，具有金属的一般性质。 一、碱金属原子的光谱 1、四个线系（锂为例）：其他碱金属光谱系相仿，只是波长不同 主线系:波长范围最广，第一条线是红色的，其余在紫外，系限2299.7埃； 第一辅线系（漫线系）：在可见部分； 第二辅线系（锐线系）：第一条线在红外，其余在可见部分； 伯格漫线系（基线系）：全在红外。 2、巴尔末氢原子光谱规律： ,5,4,3),1-21(1~22===n n R v H λ 碱金属原子光谱：2*∞-~~n R v v n = R 为里德伯常数，当，所以∞v ~是线系限的波数，且有效量子数*n 不是整数，Δ==-*n T R n 3、碱金属原子的光谱项：2 2*Δ)-(n R n R T == 4、同一线系的有效量子数与主量子数差别不大；与某一量子数对应不同线系的有效量子数差别明显，引进角量子数加以区分： 5、每一线系线系限波数恰好是另一线系第二谱项值中最大的那个。 共振线：主线系第一条。 6、碱金属原子氢原子能级的比较 n 很大时，碱金属原子能级 很接近氢原子能级； n 较小时，碱金属原子能级 与氢原子能级相差大; 且n 相同， l 不同的能级高低差别很大。 二、原子实极化和轨道贯穿：原子=原子实+价电子 1、原子实：碱金属原子中的电子具有规则组合，共同点是在一个完整的结构之外，多余一个电子，这个完整而稳固的结构称为原子实。由于原子实的存在，发生原子实的极化和轨道在原子实中的贯穿。 2、价电子：原子实外的那个电子称作价电子。价电子在较大的轨道上运动，与原子实结合不是很强，容易脱离。它决定元素的化学性质，在较大的轨道上运动。 3、原子实的极化：由于价电子的电场的作用，原子实中带正电的原子核和带负电的电子的中心发生微小相对位移，于是负电的中心不再在原子核上，形成一个电偶极子。 ① 角量子数l 小：轨道偏心率大(椭圆)，极化强，能量影响大； ② 角量子数l 大：轨道偏心率小(接近圆)，极化弱，能量影响小。 4、轨道的贯穿：（只发生在偏心率大的轨道，即角量子数小。） 在贯穿轨道上运动的电子有一部分时间处在(有效电荷数)* Z =1的电场中，另一部分时间处
原子物理学详解复习资料褚圣麟
第一章 原子的基本状况 1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭' C 放射的，其动能为6 7.6810?电子伏特。散射物质是原子序数79Z =的金箔。试问散射角150ο θ=所对应的瞄准距离b 多大？ 解：根据卢瑟福散射公式： 2 02 22 442K Mv ctg b b Ze Ze αθ πεπε== 得到： 21921501522 12619 079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010) Ze ctg ctg b K ο θαπεπ---??===??????米 式中2 12K Mv α=是α粒子的功能。 1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为 2202 1 21 ()(1)4sin m Ze r Mv θ πε=+ ， 试问上题α粒子与散射的金原子核之间的最短距离m r 多大？ 解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得：2min 202 1 21 ()(1)4sin Ze r Mv θπε=+ 1929 619479(1.6010)1910(1)7.6810 1.6010sin 75ο --???=???+???14 3.0210-=?米 1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可 能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？ 解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο 。当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。 根据上面的分析可得： 22 0min 124p Ze Mv K r πε==，故有：2min 04p Ze r K πε= 1929 13 619 79(1.6010)910 1.141010 1.6010 ---??=??=???米 由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为13 1.1410 -?米。
原子物理 知识要点
原子物理 知识要点 第一节 电子的发现与汤姆孙模型 1、阴极射线 2、汤姆孙的研究 3. 汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。 第二节 原子的核式结构模型 1、粒子散射实验原理、装置 （1）粒子散射实验原理： （2）粒子散射实验装置 主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜几部分组成。 （3）实验的观察结果 入射的 粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。 2、原子的核式结构的提出 三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释粒子大角度散射？ （1） 粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？ （2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？ 小结：实验中发现极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些 粒子在原子中某个地方 受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 ①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。 ②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。 ③极少数粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。 3、原子核的电荷与大小 4.卢瑟福原子核式结构模型 第三节 波尔的原子模型 卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 1、玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的） （2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即（h 为普朗克恒量）（本假设针 对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充） 2、玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式： 轨道半径： n=1，2，3……能 量： n=1，2，3……式中r 1、E 1、分别代 表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，r n 、E n 分别代表第n 条可能轨道的半径和电子在第n 条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。 3、氢原子的能级图
原子物理学复习总结提纲
第一章 原子的位形：卢瑟福模型 一、学习要点 1、原子的质量和大小R ~10-10 m , N A =⨯1023 mol -1 ,1u=⨯10-27 kg 2、原子核式结构模型 1汤姆孙原子模型 2α粒子散射实验：装置、结果、分析 3原子的核式结构模型 4α粒子散射理论： 库仑散射理论公式：221212200cot cot cot 12422242C Z Z e Z Z e a b E m v θθθ πεπε= ==⋅'⋅ 卢瑟福散射公式：222124401 ()4416sin sin 22 Z Z e a d d dN N nAt ntN E A θθπεΩ Ω '== 2sin d d πθθΩ= 实验验证:1 422sin ,,Z , ,2A dN t E n N d θρ μ --'⎛⎫∝= ⎪Ω⎝⎭,μ靶原子的摩尔质量 微分散射面的物理意义、总截面 24 ()216sin 2 a d d b db σθπθ Ω== ()02 221224 4()11 4416sin 22 Z Z e d a d E Sin σθσθθθπε⎛⎫≡== ⎪Ω⎝⎭ 5原子核大小的估计: α粒子正入射0 180θ=：：2 120Z Z 14m c e r a E πε=≡ ,m r ～10－15－10－14m
第一章自测题 1. 选择题 1原子半径的数量级是： A ．10－10cm; -8m C. 10-10m -13 m 2原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中： A.绝大多数α粒子散射角接近180︒ B.α粒子只偏2︒～3︒ C.以小角散射为主也存在大角散射 D.以大角散射为主也存在小角散射 3进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明： A.原子不一定存在核式结构 B.散射物太厚 C.卢瑟福理论是错误的 D.小角散射时一次散射理论不成立 4用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰,测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍 A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2 5动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pbz=82核而产生散射,则最小距离为m ： 1010-⨯ 1210-⨯ ⨯ ⨯如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质 子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍 2 C.1 D .4 7在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少 A. 16 8在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为： A ．4:1 B.2:2 C.1:4 :8 9在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使： A ．质子的速度与α粒子的相同； B ．质子的能量与α粒子的相同； C ．质子的速度是α粒子的一半； D ．质子的能量是α粒子的一半 2. 填空题 1α粒子大角散射的结果证明原子结构为 核式结构 . 2爱因斯坦质能关系为 2 E mc = . 31原子质量单位u= MeV/c 2 .
原子物理学课程学习资料
《原子物理学》课程学习资料（2011年5月许迈昌编写） 一、教学目的： 本课程是应用物理学的一门专业基础课，属普通物理课程，其任务使学生掌握原子的组成成份，理解组成原子的电子、原子核之间的相互作用及电子的运动规律，理解原子的量子理论，理解电子的量子角动量和量子磁矩，理解磁场对原子磁矩的作用，理解原子能级结构，理解原子辐射规律和原子光谱．理解原子核的组成以及核衰变、核反应等现象．了解原子物理的实验方法及具体应用，提高学生科学研究的素质． 二、课程内容要求 第一章 原子的位形：卢瑟福模型 理解电子和原子核的电量、质量和大小量级，使学生掌握原子线度及组成成份，掌握原子的卢瑟福有核模型，理解α粒子散射的实验和理论．瞄准距离 2 1201cot ,224Z Z e a b a E θπε== 第二章 原子的量子态：玻尔模型 理解黑体辐射、光电效应规律，使学生理解微观领域物理量的量子化规律，逐步理解微观领域的研究方法，理解原子核对核外电子的基本作用——库仑场，理解玻尔原子量子能级（假说）与原子光谱（实验测量）的关系．光量子的能量与动量,/E h p h c νν==，类氢 离子光谱波数242 22223 021 1111(),,()(4)21e A A e e A e m E R R Z R R m c m n n ch hc hc m παλπε∞=-===='+。 第三章 量子力学导论： 理解波粒二象性,/,E h h p p mv νλ===、不确定关系/2,/2x x p E t ??≥??≥ 、波函数、概率密度2 P ψ=、态叠加原理，薛定谔方程等概念与规律．使学生了解研究微观领域的基础——量子力学的基本概念和基本理论，掌握原子的角动量量子规则． 第四章 原子的精细结构：电子的自旋 理解原子磁矩、电子自旋的概念，使学生掌握微观领域独有的自旋运动，理解自旋与轨道相互作用，理解关于原子角动量的矢量模式，理解原子角动量的耦合方式，理解原子磁矩与原子角动量的关系，理解磁场对原子磁矩的作用，理解原子光谱精细结构产生的原因， 理解塞曼效应与原子角动量的关系．222??31()?22J S L g J -=+，,j z j j B m g μμ=-，0,1,2,,j m j =±±± ，类氢原子L-S 耦合 4 3()2(1) Z U E n l l α?=+， 2211() 4e eB m g m g m ννπ'=+-，帕刑-巴拉克效应(2)2s L e e B U m m m = + ， 第五章 多电子原子：泡利原理
哈工大原子物理复习指导
哈工大原子物理复习 1. 同位素：原子量不同而化学性质相同。有相同元素名称，在化学周期表中处于同一位置，有相同原子序 数。 2. 类氢离子：原子序数大于1，核外电子只有1个的离子。 3. 电离电势：电子加速与原子发生碰撞，使之电离，加速电子所需的电势称为电离电势。 4. 激发电势：电子加速与原子发生碰撞，使之激发，加速电子所需的电势称为激发电势。 5. 量子化通则：对一切微观粒子的广义动量与广义位移的乘积在一个周期内的积分等于普朗克常数的整数倍。⎰==3,2,1,n nh pdq 6. 原子空间取向量子化：在磁场中原子的角动量或磁矩沿外场分量的取值是不连续的，是量子化的。 7. 对应原理：在原子范畴内的现象与宏观范围内的现象可以各自遵循本范围的规律，但当把微观范围延伸 到经典范围时得到的数据与经典范围内的规律吻合。 8. 有效量子数：n 是量子力学中描述电子波函数的项目，决定了（氢原子）的轨道能量大小。表征电子壳 由1到无限大的次序，n 越大表示其价电子壳越大。 9. 原子实极化：原子中除价电子以外的内层电子与原子核构成原子实，原子实内部正负电荷中心重合。在 价电子作用下，原子实的正负电荷中心发生偏离形成电偶极子的现象称为原子实极化。 10.轨道贯穿：在主量子数n 较大，角量子数l 较小的情况下，电子绕核作椭圆轨道运动且轨道偏扁。在轨 道靠近原子核时，轨道有可能会进入到原子实内部，这一现象称作轨道贯穿。 11.有效电荷数：由于原子实极化和轨道贯穿的影响，价电子实际感受到的原子实对其产生引力作用的正电 荷数目称为有效电荷数。 12.电子自旋：电子本身所固有的绕自身轴转动的运动状态称为自旋。它固有的角动量() 1s s S += ，其中自旋量子数2 1=s 13.电子态：电子所处的状态，可以用量子数n ，l ，l m ，s m 来描述。(原子中任一电子的运动状态，在原 子物理学中通常用这个电子的主量子数n ，轨道角动量l ，轨道磁量子数l m ，自旋磁量子数s m 描述。) 14.原子态：原子所处的状态，L-S 耦合可表示为J L S 12+；j-j 耦合可表示为()J j j ,......2,1。 15.电子组态：原子中各个电子状态的总和，用2211l n l n ...表示。 16.JJ 耦合：对多电子体系，电子相互之间作用比较弱时，电子的自旋角动量和轨道角动量要先合成各自 的总角动量，然后各电子的总角动量又合成原子的总角动量这种耦合方式成为j-j 耦合。 17.LS 耦合：对多电子体系，电子相互之间作用比较强时，电子各自的自旋运动合成一个总的自旋运动， 各自的轨道角动量合成一个轨道总角动量，然后轨道总角动量再和自旋总角动量合成总角动量，因最后是S 和L 合成J ，故称其为L-S 耦合。 18.泡利原理：在一个原子中不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数（n ，l ，l m ，s m ） 19.原子的磁矩：原子中的电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩。 20.塞曼效应：塞曼效应是原子的光谱线在外磁场中出现分裂的现象。
原子物理知识点复习1
《原子物理学》讲义 教 材：杨福家《原子物理学》高等教育出版社.2008.4第四版 参考教材：褚圣麟《原子物理学》人民教育出版社.1979.6第一版 作者简介：1936年6月出生于上海，著名科学家，中科院院士。1958年复旦大学物理系毕业后留校任教，1960年担任复旦大学原子核物理系副主任。此后历任中国科学院上海原子核研究所所长、复旦大学研究生院院长、复旦大学校长、上海市科协主席等职。又受原本只有王室成员和有爵位的人才能担任校长的英国诺丁汉大学的聘请，于2001年出任该校第六任校长。2004年兼任宁波诺丁汉大学校长。 1984年获国家级“有突出贡献的中青年专家”称号。1991年当选为中国科学院院士，领导、组织并建成了基于加速器的原子、原子核物理实验室，完成了一批引起国际重视的研究成果。撰有《原子物理学》、《应用核物理》等专著。 课程简介：《原子物理学》是20世纪初开始形成的一门学科，主要研究物质结构的“原子”层次。随着近代物理学的发展，原子物理学的知识体系也在不断更新和充实。原子物理学的发展导致量子理论的发展，而量子力学又使原子物理学得以完善。 《原子物理学》这门课程是在经典物理课程（力学、热学、电磁学、光学）之后的一门重要必修课程。它以力、热、光、电磁等课程的知识为基础，从物理实验规律出发，引进量子化概念，探讨原子、原子核及基本粒子的结构和运动规律，从微观机制解释物质的宏观性质，同时介绍原子物理学知识在现代科学技术上的重大应用。本课程强调物理实验的分析、微观物理概念和物理图像的建立和理解。通过本课程教学，使学生初步了解物质的微观结构和运动规律，了解物质世界中三个递进的结构层次，为学习量子力学和后续专业课程打下基础。 本课程注重智能方面的培养，力求讲清基本概念，而大多数问题需经学生通过阅读思考去掌握。部分内容由学生自行学习。 第一章 原子的位形：卢瑟福模型 §1-1背景知识 “原子”概念（源于希腊文，其意为“不可分割的” ）提出已2000多年，至19世纪，人们对原子已有了相当的了解。 由气体动理论知1mol 原子物质含有的原子数是1 23 10022.6-?=mol N A 。因此可由原子 的相对质量求出原子的质量，如最轻的氢原子质量约为kg .27 10671-?；原子的大小也可估计 出来，其半径是nm .10(m 10 10-)量级。这些是其外部特征，深层的问题：原子为何会有这些 性质？原子的内部结构是怎样的？ 1. 电子的发现 1879年，克鲁克斯(英)以实验说明阴极射线是带电粒子，为电子的发现奠定基础。 1883年，法拉第(英)提出电解定律，依次推得：1mol 任何原子的单价离子均带有相同的电量。由此可联想到电荷存在最小的单位。
2011年期末09级原子核物理复习
2011年期末09级原子核物理复习 名词解释： 1、集体模型 2、核的自旋 3、质量亏损、结合能、比结合能、最后一个核子的结合能 4、级联辐射方向角关联 5、核反应截面、核反应微分截面、核反应产额 6、内转换现象 7、放射性活度 8、质量亏损 9、核反应、核反应能、核反应阈能 10、轨道电子俘获 11、穆斯堡尔效应 12、衰变常量、半衰期、平均寿命 13、核素、同位素、同中子素、同量异位素、同核异能素、镜像核 简答及推导： 1、试述能谱的特点，并用中微子假说加以解释。 2、为何核的共振吸收很难观测到？ 试述核磁共振法测核磁矩的原理。 3、产生人工放射性核素的主要途径有哪些？不同途径产生的放射性核素的衰变类型是什么？ 4、穆斯堡尔效应 5、核的壳模型的基本思想 6、质（磁）谱仪测质量的基本原理 7、衰变三种衰变类型的净过程及其衰变条件 8、试用核的壳模型推导奇A核的核磁矩表达式 9、细致平衡原理 10、对于某一核反应、若靶核静止，入射粒子的能量为Ea,出射粒子在出射方向的方向角上的能量为Eb,试推导反应能Q 11、由原子核的比结合能曲线说明裂变能和聚变能的产生，核能与核质量的关系如何？
计算的几大类型： 1、半衰期、衰变常数、放射性活度、鉴年、人工放射性生长、比活度 2、结合能、比结合能 3、衰变纲图（跃迁能量、衰变类型、宇称） 4、、跃迁的选择定则 5、核反应（反应截面、反应能、匹配能量、自旋、入射中子数、出射光子数）
计算题： 1、氘核每个核子的平均结合能为1.11 MeV ，氦核每个核子的平均结合能为7.07 MeV 。则两个氘核结合成一个氦核时将释放多少能量？ 2、两种放射性核素的半衰期分别为8d 和6h ，设含有这两种放射性药物的放射mol 数相差多少倍？ 36J P =h ，原子核的总角动量12I P =h ，则原子的总角 动量(1)F P F F =+h ，其中F 的取值为哪些？ 4、预言111Ag 会产生+ 还是- 衰变？稳定核素的核电荷数为多少？ 5、计算历史上第一个人工核反应()1714 78,N p O α的反应能和阈能。 6、人体内含18%的C 和0.2%的K 。已知天然条件下14C 和12C 的原子数之比为 1.2：1012，14C 的T1/2=5730y ，40K 的天然丰度为0.0118%，T1/2=1.26×109y 。 求体重为75kg 的人体的总放射性活度。 7、6429Cu 的衰变纲图如右图所示： （1）1克6429Cu 放出的 射线强度为多少？（3分） （2）分别确定- 衰变、 跃迁的跃迁类型。（4分） （3）计算放出的- 和+ 粒子的最大能量值。（4分） （4）64642928Cu Ni →（基态）放出的中微子 的能量、余核的反冲能。（6分） 8、已知中子撞击铝核发生反应 2712813013Al n Al γ +→+ 2713Al 的反应截面为2mb σ=，若靶厚0.15x mm =，入射中子数9210/i n cm s =g ， 试求出射光子数n γ。（已知32.7/Al g cm ρ=） 9、实验测得某核的三个能级的能量，I 如下：393 keV ，5/2+；433 keV ，7/2+；485 keV ，9/2+。试求： （1）这是什么类型的能级； （2）I = 11/2+ 的能级的能量。 附录： △(1，1)= 7.289MeV △(2，4)= 2.425MeV △(7，14)= 2.863MeV △(8，17)= -0.810MeV △(28，64)= -67.098MeV △(29，64)= -65.423MeV △(30，64)= -66.001MeV 10． 从17O 中取出一个中子，需能量多少MeV ？[ 已知： △(0,1)= 8.071 MeV ， △(8,17)= -0.810 MeV ， △(8,16)= -4.737 MeV ]
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理
2020届高三物理一轮复习学案：原子物理 教学目标 1．使学生加强明白得把握在卢瑟福核式结构学讲基础上的玻尔原子结构理论；能够对氢原子依照能级〔轨道〕定态跃迁知识解决相关咨询题。 2．通过氢原子的电子绕核旋转和能级跃迁与卫星绕地球旋转的类比和分析讨论，提高学生应用力、电、原子知识的综合分析能力，专门是加强从能量转化守恒观点动身分析解决咨询题的能力。 3．通过人类认识原子核组成的过程复习，使学生明确认识依靠于实践；科学的认识源于科学家们的科学实验与研究探究。从而培养学生的科学态度与探究精神。 4．把握衰变及原子核人工转变的规律——质量数守恒、核电荷数守恒。明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损及爱因斯坦质能方程意义，并把握其应用——获得核能的途径〔裂变、聚变〕。 教学重点、难点分析 1．卢瑟福的核式结构学讲与玻尔的原子结构理论，作为重点难点知识。学生在明白得把握上的困难，一是不明确两种原子结构理论的区不与联系；二是对原子的定态和能级跃迁等知识的明白得认识不够透彻，以致分析解决相关咨询题时易混易错。 2．放射性元素衰变时，通常会同时放出α、β和γ三种射线，即α、β衰变核反应同时放出γ射线〔开释能量〕。 3．爱因斯坦质能方程△E=△mc 2，是开释原子核能的重要理论依据。在无光子辐射的情形下，核反应中开释的核能转化为生成新核与粒子的动能，此情形可用动量守恒与能量守恒运算核能。 教学过程设计 一、原子模型 1．汤姆生模型〔枣糕模型〕 1897年，英国人汤姆生研究阴极射线时发觉了电子。电子的发觉讲明原子是可分的。 2．卢瑟福的核式结构模型〔行星式模型〕 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后差不多上仍沿原先的方向前进，然而有少数α粒子发生了较大的偏转。这讲明原子的正电荷和质量一定集中在一个专门小的核上。 1911年英国人卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个专门小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还能够估算出原子核大小的数量级是10-15m 。 3．玻尔模型〔引入量子理论，量子化确实是不连续性，整数n 叫量子数。〕 1913年丹麦人玻尔提出〝玻尔原子理论〞，20世纪20年代，海森堡等科学家提出〝量子力学的原子理论〞。 〔1〕玻尔的三条假设〔量子化〕 ①轨道量子化r n =n 2r 1r 1=0.53×10-10m ②能量量子化：2 1n E E n E 1=-13.6e V ③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸取光子的能量hν=E m -E n 〔2〕从高能级向低能级跃迁时开释出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸取光子，也可能是由于碰撞〔用加热的方法，使分子热运动加剧；分子间的相互碰撞能够传递能量〕。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸取一定频率的光子；而从某一能级到被电离能够吸取能量大于或等于电离能的任何频率的光子。〔如在基态，能够吸取E ≥13.6e V 的任何光子，所吸取的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能〕。 〔3〕玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论〔轨道量子化和能量量子化〕，玻尔理论成功地讲明了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论〔牛顿第二定律、向心力、库仑力等〕，因此在讲明其他原子的光谱上都遇到专门大的困难。 实验基础 理论内容与模型 成功 困难 发觉电子 原子中正电荷平均分布，电子如枣镶嵌在 可讲 明一些原子受激发产生原子光谱的事实。
(完整版)原子核物理知识点归纳详解
原子核物理重点知识点 第一章 原子核的基本性质 1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。 （P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。 （P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。 （P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。 （P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命 长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。 （P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。 2、影响原子核稳定性的因素有哪些。（P3~5） 核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。 3、关于原子核半径的计算及单核子体积。（P6） R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径 单核子体积：A r R V 3033 434ππ== 4、核力的特点。（P14） 1.核力是短程强相互作用力； 2.核力与核子电荷数无关； 3.核力具有饱和性； 4.核力在极短程内具有排斥芯； 5.核力还与自旋有关。 5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。（P8） 结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2 A Z Z Z A Z c A Z m A Z B ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。 比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε 原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。 6、关于库仑势垒的理解和计算。（P17） 1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。 2.若靶核电荷数为Z ，入射粒子相对于靶核 的势能为：r Ze r V 2 0241 )(πε=，在r =R 处， 势垒最高，称为库仑势垒高度。
原子核物理复习资料归纳整理
原子核物理复习资料归纳整理名词解释 1、核的自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋。 2、衰变常量：衰变常量是在单位时间内每个原子核的衰变概率。 3、半衰期：半衰期是放射性原子核数衰减到原来数目的一半所需的时间。 4、平均寿命：平均寿命是指放射性原子核平均生存的时间。 5、放射性活度：在单位时间内有多少核发生衰变，亦即放射性核素的衰变率，叫衰变率。 6、放射性：原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。 7、放射性核素：能自发的放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫做不稳定核素。 8、核衰变：原子核衰变是指原子核自发的放射出α或β 等粒子而发生的转变。 9、衰变能：原子核衰变时所放出的能量。 10、核素：具有相同质子数Z和中子数N的一类原子核，称为一种核素。 11、同位素：质子数相同，中子数不同的核素。 12、同中子素：中子数相同，质子数不同的核。 13、同量异位素：质量数相同，质子数不同的核素 14、同核异能素：质量数和质子数相同而能量状态不同的核素。 15、镜像核：质子数和中子数呼唤的一对原子核。 16、质量亏损：组成某一原子核的核子质量与该原子核质量之差。 17、核的结合能：自由核子组成原子核所释放的能量。 18、比结合能：原子核平均每个核子的结合能。
19、最后一个核子的结合能：是一个自由核子与核的其余部分组成原子核时，所释放的能量。 20、内转换现象：跃迁时可以把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 21、内转换现象：原子核从激发态到较低的能态或基态的跃迁时把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。 22、内转换电子：内转换过程中放出来的电子。（如果单出这个就先写出内转换现象的定义） 23、内电子对效应： 24、级联γ辐射的角关联：原子核接连的放出的两个γ光子，若其概率与这两个γ光子发射方向的夹角有关，即夹角改变时，概率也变化，这种现象称为级联γ辐射角关联，亦称γ-γ角关联。 25、穆斯堡尔效应：原子核辐射的无反冲共振吸收。 26、核的集体模型：每个核子在核内除了相对其它核子运动外，原子核的整体还发生振动与转动，处于不同运动状态的核，不仅有自己特定的形状，还具有不同的能量和角动量，这些能量与角动量都是分立的，因而形成能级。 27、核反应：原子核与原子核，或者原子核与其他粒子之间的相互作用引起的各种变化。 28、核反应能：核反应过程中释放的能量。 29、核反应阈能：在L系中能够引起核反应的入射粒子最低能量。 30、核反应截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率。（一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。）σ＝单位时间发生的反应数／（单位时间的入射粒子数×单位面积的靶核数） 31、核反应微分截面：σ（θ，φ）＝单位时间出射至（θ，φ）方向单位立体角内的粒子数／（单位时间的入射粒子数×单位面积的靶核数） 简答题 1、什么是穆斯堡尔效应？为何同一个核的γ共振吸收很难观测到？ 答：将放射的γ光子与吸收γ光子的原子核束缚在晶格中，当γ光子的能量满足一定条件时，遭受反冲的不是单个原子核，而是整块晶体的质量远大于
原子核物理课本上的一些知识点复习
原子核物理课本上的一些知识点复习 (一)基本名词 1,同位旋:认为原子核的质子态和子态是处于不同电荷状态的相同的粒子,处于正的电荷态的是质子处于负的电荷状态的是子。为了描述核子的质子态和子态而引入的算符, 2,α衰变:原子核自发的放射出α粒子而发生的转变。β衰变是原子核自发的放射出β粒子或者俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的是β-衰变放出正电子的是β+衰变,原子核从核外电子壳层俘获一个轨道电子叫做轨道电子俘获。双β衰变是原子核自发的发射两个电子或者两个正电子,或发射一个正电子并俘获一个轨道电子,或者俘获两个轨道电子的过程(内转换电子是在γ跃迁的过程把核的激发能直接的交给壳层电子而发射出来0-0时的情况只有内转换电子没有γ跃迁,俄歇电子是核外电子从L层跃迁到K层时并不发射γ光子而是吧能量交给另外一个L层的电子使其发射出去)。γ衰变是原子核通过发射γ光子从激发态跃迁到较低能态的过程。 3,长射程粒子:从母核的激发态衰变到子核的基态所发出的α粒子。 4,短射程的α粒子:从母核的基态发射到子核的激发态的α粒子。
5,瞬发子:对于丰子核素,当质比远大于稳定时的质比时会自发的放出子。 6,缓发子:是处于激发态的原子核发射的子,该激发态是莫母核β-衰变所形成的 7,质子的放射性:质比远小于稳定时的质比,最后一个核子的结合能可能是负值。自发的放出质子的过程(缓发质子是由β+衰变或者EC 过程发射的质子) 8,双质子放射性:有些原子核只发射一个质子的条件并不满足,但从对能考虑可以同时发射两个质子的现象。 9,原子核自发的发射重离子的现象是重离子放射性。 10,γ-γ角关联:原子核由激发态跃迁到基态有时会连续的发射γ跃迁,这时放出的辐射叫做级联的γ辐射,接连的放出两个γ光子若其概率与这两个γ光子发射的方向的夹角有关,也就是夹角改变概率也改变。本质是极化的原子核发射粒子的概率会出现一定的角关联。 11,穆斯堡尔效应:把原子核放在晶格使其尽可能的固定,如果γ光子的能量满足一定的条件那么这时受到反冲的不是单个原子核而是整块的晶体,这时的反冲速度极小反冲能为0。整个过程可以认为是无反冲过程。 12,.复合核:入射粒子与靶核作用后融合成激发的新核。
原子物理学总复习指导
原子物理学总复习指导 崔爽 一、名词解释 1. 同位素：具有相同原子序数而不同中子数的一组核素。 2. 类氢离子：核外只有一个电子的离子。 3. 电离电势：把电子在电场中加速，如使它与原子碰撞刚足以使原子电离，则加速时跨过的电势差称为电离电势。 4. 激发电势：将原子从基态（较低能级）激发到一个能量较高的能级所对应的电场电势。 5. 量子化通则： 6. 原子空间取向量子化：在磁场或电场中的原子的角动量的取向是量子化的。ml=l，l-1，l-2，…，0，…，-l。 7. 对应原理： 8. 有效量子数：实验中测得的量子数，与理论量子数相差△n 9. 原子实极化：原子实带正电的原子核和带负电的电子的中心发生微小的相对位移，形成电偶极子。 10. 轨道贯穿：对于那些偏心率很大（l很小，如s,p）的轨道，接近原子实的那部分还可能穿入原子实发生轨道贯穿。
11. 有效电荷数：有效电荷数是指当电子处在穿过原子实的轨道时，原子实所表现的电荷数发生变化时体现出来的实际电荷数。例如锂原子核的电荷数是3，原子实有2个电子，对外起作用时，原子实的有效电荷数Z*是3-2=1.当价电子处于进入原子实的一部分轨道时，原子实的有效电荷数Z*便会>1，而当价电子处于原子实外的那一部分轨道时，Z*仍然是1，所以平均的有效电荷数Z*>1. 12. 电子自旋：电子的基本性质之一。电子内禀运动或电子内禀运动量子数的简称，并且有与电子自旋相联系的自旋磁矩。由此可以解释原子光谱的精细结构及反常塞曼效应。 13. 电子态： 14. 电子组态：原子内电子壳层排布的标示。 15. 原子态：指电子在核外运动的波函数满足定态薛定谔方程，即呈不随时间变化的稳定的状态。 16. LS耦合：由给定电子组态确定多个价电子原子的能量状态的一种近似方法。LS 耦合常适用于确定较轻元素原子的较低受激态和基态。对于重元素原子的受激态和轻元素原子的高受激态，则适用另一种称为jj 耦合的近似方法。 17. jj耦合：由给定电子组态确定多个价电子原子的能量状态的一种近似方法。jj耦合常适用于确定重元素原子的受激态和轻元素原子的高受激态，有时还适用于确定重元素的基态。 18. 泡利原理：不能有两个电子处在同一状态。 19. 原子的磁距：由于电子的轨道运动二产生的，
原子物理学复习资料
原子物理学复习资料 关于原子物理学的复习资料 原子物理学总复习指导 名词解释：光谱，氢原子线系，类氢离 子，电离电势，激发电势，原子空间取 向量子化，原子实极化，轨道贯穿，有 效电荷数，电子自旋，磁矩，旋磁比，拉莫尔进动，拉莫尔频率，朗德g因子，电子态，原子态，塞曼效应，电子组态，LS 耦合，jj耦合，泡利原理，同科电子，元素周期表，壳层，原子基态，洪特定 则，朗德间隔定则 数据记忆：电子电量，质量，普朗克常 量，玻尔半径，氢原子基态能量，里德 关于原子物理学的复习资料 堡常量，hc，c，玻尔磁子，精细结构 常数，拉莫尔进动频率 著名实验的内容、现象及解释：α粒子 散射实验，光电效应实验，夫兰克―赫 兹实验，施特恩―盖拉赫实验，碱金属 光谱的精细结构，塞曼效应，反常塞曼
效应， 理论解释：（汤姆逊原子模型的不合理 性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不 足，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义 及不足，元素周期表 计算公式：氢原子光谱线系，玻尔理论 关于原子物理学的复习资料 能级公式、波数公式，角动量表达式及 量子数取值（l，s，j），LS耦合原子态，jj耦合原子态，朗德间隔定则，g因子，塞曼效应，原子基态 谱线跃迁图：精细结构，塞曼效应；电 子态及组态、原子态表示，选择定则， 1. 同位素：一些元素在元素周期表中 处于同一地位，有相同原子序数，这些 元素别称为同位素。 2. 类氢离子：原子核外只有一个电子 的离子，这类离子与氢原子类似，叫 类氢离子。 关于原子物理学的复习资料 3. 电离电势：把电子在电场中加速， 如使它与原子碰撞刚足以使原子电离， 则加速时跨过的电势差称为电离电势。
原子物理量子力学主要知识点复习
1.爱因斯坦关系是什么？什么是波粒二象性？ 答：爱因斯坦关系：⎪⎩ ⎪ ⎨⎧========k n n h n c h n c E p h hv E λπλνπω 22 其中 波粒二象性：光不仅具有波动性，而且还具有质量、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什么？ 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.波尔理论的内容是什么？波尔氢原子理论的局限性是什么？ 答：波尔理论： （1）原子能够而且只能够出于一系列分离的能量状态中，这些状态称为定态。出于定态时，原子不发生电磁辐射。 （2）原子在两个定态之间跃迁时，才能吸收或者发射电磁辐射，辐射的频率v 由式 12E E hv -=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： n r m = υ 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光谱； （2）不能给出光谱的谱线强度（相对强度）； （3）从理论上讲，量子化概念的物理本质不清楚。 4.类氢体系量子化能级的表示，波数与光谱项的关系？ 答：类氢体系量子化能级的表示：()2 2202 442n Z e E n πεμ-= 波数与光谱项的关系 ,4,5.3,3,5.2,121 ˆ22=⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-=n n R v 5.索莫菲量子化条件是什么，空间取向量子化如何验证？ 答：索莫菲量子化条件是nh q p =⎰d 空间取向量子化通过史特恩-盖拉赫（Stern-Gerlach ）实验验证。、 6.碱金属的四个线系，选择定则，能级特点及形成原因？ 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：1,0,1±=∆±=∆j l 碱金属的能级特点：碱金属原子的能级不但与主量子数n 有关，还和角量子数l 有关；且对于同一n ，都比氢(H)能级低。
原子物理知识点总结
检查重点： 1.光电效应 2.玻尔原子假设与能级跃迁规律 3.半衰期 4.爱因斯坦质能方程及其计算 5.物理学史（物理学家的贡献） 第17章光电效应波粒二象性 一、黑体辐射与能量子 1.黑体辐射的实验规律 ①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． 2．能量子 （1）定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的 整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．（2）能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s. 二、光电效应 1．光电效应现象 光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子． 2．光电效应实验规律 (1)每种金属都有一个极限频率． (2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大． (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的． (4)光电流的强度与入射光的强度成正比． 3．爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34J·s. (2)光电效应方程：E k＝hν－W0. 其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功． 4．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c. (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率． (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功． 5．由E k－ν图象(如图)可以得到的信息 (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc. (2)逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0. (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h. 三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2.光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象。 康普顿效应：在研究电子对X射线的散射时发现有些散射波的波长比入射波的波长略大，康普顿认为这是因为光子不仅有能量，还有动量；说明了光具有粒子性。
原子物理知识点总结
原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。 特点：1〕物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种 波长的电磁波，但*些波长的电磁波辐射强度较强，*些较弱，分布情况与温 度有关。 2〕温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一局部外界的电磁波。假设*种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔。 注意，黑体并不一定是黑色的。 热辐射特点 吸收反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度，材料种类及外表状况有关 既吸收，又反射，其能力与材 料的种类及入射光波长等因 素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不 反射 黑体辐射的实验规律： 1〕温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2〕温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3〕温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子:上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符〔维恩、瑞利的解释〕。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．νεh =)1063.6(34叫普朗克常量s J h ⋅⨯=-。由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。 5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属外表逸出的现象。发 射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出: ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h=6.63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率； ② 当光照射到金属外表上时，一个光子会被一个电子吸收，吸收的过程是瞬间的〔不超过10-9 s 〕。电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子，不会有一个电子连续吸收多个光子的情况，该过程需要克制金属内部原子束缚做功〔逸出功W 0，其大小与金属材料有关〕，然后才有可能从金属外表飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出，否则电子无法克制原子束缚从金属中逸出。由能量守恒可得光电效应方程: 0W h E k -=ν ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。光的强度只会影响从金属中逸出的电子数目。能使*种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(极限频率)．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属外表单位面积上入射光中光子总数目。 假设ν≥c ν，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 假设ν＜c ν，则无论怎样增加光照强度，也不会有光电效应产生 知识拓展之光电管的伏安特性曲线：在光照条件不变时，假设正向电压升高，则电路中的光