乔莉原子物理学思考题

2021年1月19日发(作者：郭小庄)
1.
玻尔理论的核心是什么
?
其中那些理论对整个微观理论都适用
?
答：前提：电子绕核做圆周运动，二者是点电荷，二者的电场力提供向心力

假设：定态假设（原子只能较长久地停留在一些稳定状态）
、量子条件

主要结果：原子内部能量量子化（能级）

其中定态和量子条件理论对整个微观理论都适用。

2.
为什么通常总把氢原子中电子状态能量作为整个氢原子的状态能量
?
答 ：
因为原子核内部能量比较恒定，
一般容易发生变化的是电子的状态能量，
所以通常总 把
氢原子中电子状态能量作为整个氢原子的状态能量。

3.
要确定一个原子的状态
,
需要哪些量子数
?
答：主量 子数
n
、轨道角动量量子数
l
、自旋方向量子数
ms
、轨道 方向量子数
ml
4.
什么实验证明原子能量是量子化的
?
答：弗兰克
-
赫兹实验、光电效应、黑体辐射、康普顿效应

1.
量子力学是在什么基础上建立起来的
?
它与旧量子论的根本区别是什么
?
答：
量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。
旧量子论包括普朗克的量子假 说、
爱因斯
坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

旧量子论对经典物理理论加 以某种人为的修正或附加条件以便解释微观领域中的一些现象。
由于旧量子论不能令人满意，
人 们在寻找微观领域的规律时，
从两条不同的道路建立了量子
力学，分别是矩阵力学和波动力学。

2.
微观粒子的状态用什么来描述
?
为什么
?
答：波动方程。因为
1924
德布罗意从光的二象性推断微粒的波动性，并且由戴维孙和革末< br>实验得到证实。

3.
怎样理解测不准关系
(
或不确定原理
)?
答：测不准 原理来源于物质的二象性。既是微粒，有时波，这是微观物体表现出来的性质，
所以测不准原理是物质的 客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。

4.
用量子力学解氢原子问题得出哪些 主要结果
?
这些结果与旧量子论有何区别与联系
?
这说
明了什么问题
?
答：略


1.
什么叫原子实？碱金属原子的价电子的运动有何特点？它给原子的能级带来什么影
响？

答：原子中，原子核和除价电子以外的内层电子组成原子实。

运动特点：原子实的极化，轨道在原子核中的贯穿。

影响：
极化而成的电偶 极子的电场又作用于价电子，
使它感受到除库仑场以外的另加的引力，
这就引起能量的降低，< br>即是能级下移。
而贯穿轨道只能发生在偏心率大的轨道，
故
L
值是较< br>小的，也就是说
L
值较小的能级容易受到贯穿轨道的影响，造成有效量子数比主量子数小 。

2.
电子自旋是怎样产生的？电子自旋是电子的固有属性的含义是什么？电子自 旋有何实
验验证？

答：
1925
年
G.E.
乌伦 贝克和
S.A.
古兹密特受到泡利不相容原理的启发，分析原子光谱的一
些实验结果， 提出电子具有内禀运动——自旋，并且有与电子自旋相联系的自旋磁矩。

电子自旋是电子的固 有属性的含义是无论何种情况下，
电子都具有电子自旋，
并且自旋量子
数不变，固定为
1/2
电子自旋的实验验证：史特恩
-
盖拉格实验、原子光谱的精细结构、 反常塞曼效应

3.
考虑自旋后，碱金属原子的能级怎样确定和表示？