高二物理竞赛能级结构课件

本章小结1.碱金属原子光谱和能级2.原子实的极化和轨道贯穿3.碱金属原子光谱的精细结构4.电子自旋及其与轨道运动的相互作用5.单电子辐射跃迁选择定则6.氢原子光谱的精细结构1.玻尔理论2.精细结构(类)氢原子碱金属原子(类)氢原子碱金属原子能级结构3.五个量子数（表征电子的运动状态）1)主量子数n(1,2,3,……)2)角量子数l

(0，1，2，…….,n-1)3)磁量子数ml

(0，±1，±2，…….,±

l)5)自旋磁量子数ms

(1/2,-1/2)决定电子轨道及原子主体能量大小决定电子的轨道角动量大小、轨道形状决定电子轨道角动量空间取向决定电子自旋角动量空间取向能级结构4)自旋量子数s

(1/2)决定电子自旋角动量大小4.能级简并度1).考虑自旋和轨道运动,而忽略二者耦合时,碱金属原子中价电子能量与n,l有关.Enl共有2(2l+1)个状态.2)加上l,s耦合能后,碱金属原子中价电子能量与n,l,j有关.电子状态要用n,l,s,j,mj表示,Enlj共有2(2j+1)个状态.能级结构1.氢原子光谱形成的精细结构（不考虑兰姆位移）是由于A.自旋—轨道耦合B.相对论修正和极化贯穿C.自旋—轨道耦合和相对论修正D.极化、贯穿、自旋—轨道耦合和相对论修正2.碱金属原子光谱形成的精细结构是由于A.自旋—轨道耦合B.相对论修正和极化贯穿C.自旋—轨道耦合和相对论修正D.极化、贯穿、自旋—轨道耦合和相对论修正复习题5.氢原子的能级一般结构En仅与n有关，相对论修正Er与n,l有关，自旋轨道耦合能W与n,l,j有关，考虑以上这些情况后的精细结构能级与哪些量子数有关？

A.n,l,jB.n,jC.n,lD.l,j3.对氢原子，考虑精细结构之后，其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为

A两条B三条C五条D不分裂6.碱金属原子的能级一般结构仅与n有关，原子实极化、轨道贯穿及相对论修正与n,l有关，自旋轨道耦合能与n,l,j有关，考虑以上这些情况后的精细结构能级与哪些量子数有关？

A.n,l,jB.n,jC.n,lD.l,j4.对氢原子，考虑精细结构之后，其巴尔末线系一般结构的每一条谱线应分裂为

A两条B三条C五条D不分裂碱金属原子的能级或光谱项与(类)氢原子有何不同？原因是什么？为什么这种差别当量子数很大时又消失了？7.单个d电子的总角动量数可能值为：

A.2,3B.3,4C.5/2,7/2D.3/2,5/28.单个f电子的总角动量量子数的可能值为：

A.j=3,2,1,0B.j=±3C.j=±7/2,±5/2D.j=5/2,7/2

9.锂原子主线系的谱线，在不考虑精细结构时，其波数公式的正确表示应为：

A.=2S-nPB.=2P-nSC.=2P-nDD.=2P-nF10.Li原子从3P态向基态跃迁时，产生多少条被选择定则允许的谱线（不考虑精细结构）

A.1条B.4条C.5条D.8条考虑精细结构11.碱金属原子一般结构其能级和能级之间跃迁的选择定则由下列量子数决定：A.E=E(n,l),Δl=0,±1B.E=E(n,l,m),Δl=±1C.E=E(n,l),Δl=±1D.E=E(n,l),Δl=±1,Δm=0,±112.碱金属原子一般结构的能级与氢原子能级比其特点是：A对应一个主量子数n有n个能级，且每个能级数值均小于相同n的氢原子能级数值B对应一个主量子数n仍为一个能级，但数值在相同n的氢原子能级之下C对应一个主量子数n，其能级要由n,l决定，其能级数值大于相同n的氢原子能级D对应一个主量子数n仍为一个能级，但数值在相同n的氢原子能级之上13.对碱金属一般结构，从2S,2D,3S,3F,4P这些电子状态中选出实际存在的电子状态：A.2S,3F,4PB.2S,3S,4PC.2D,3S,4FD.2S,2D,3S

对碱金属的精细结构，从12S1/2,12P1/2,32D5/2,42F5/2,22D3/2这些原子状态中选出实际存在的原子态：32D5/2,42F5/214.如果对碱金属原子仅考虑轨道运动，其状态应该用哪几个量子数完整的描述？A.n,lB.n,l,jC.n,l,mlD.n,l,ms15.把3Li++电离成3Li+++，需多少电子伏的能量？A.40.7B.196C.5.39D.122.416.碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生的？

A．相对论效应B.原子实的极化

C.价电子的轨道贯穿D.价电子的自旋轨道相互作用17.产生钠的两条黄谱线的跃迁是：

A.2P1/2→2S1/22P3/2→2S1/2B.2S1/2→2P1/22S1/2→2P3/2C.2D3/2→2P1/22D3/2→2P3/2D.2D5/2→2P1/22D3/2→2P3/2钠原子由nS跃迁到3P态和由nD跃迁到3P态产生的谱线分别属于：第一辅线系和基线系 B.柏格曼线系和锐线系C.主线系和第一辅线系 D.第二辅线系和漫线系19.考虑精细结构之后，碱金属原子从一个能量高的2D能级向一个能量低的2P能级跃迁，能产生几条谱线？

A.一条B.两条C.三条D.四条18.如果l是单电子原子中电子的轨道角动量量子数，则电偶极矩跃迁的选择定则之一是

A.Δl=0B.Δl=0或±1C.Δl=±1D.Δl=120.碱金属原子结构精细结构能级为Enlj=Enl+W,由于W的特点，使对一个确定的Enl，则Enlj分裂为：

A.两个（l=0除外）B.n个C.j个D.(2j+1)个21.忽略相对论修正和自旋—轨道耦合，氢原子（H）主量子数为4的能级的简并度等于

A.8B.12C.24D.3222.①试写出钠原子主线系、第一辅线系、第二辅线系和伯格曼系的波数表达式。②已知：⊿s=1.35,⊿p=0.86,⊿d=0.01,求钠原子的电离电势。③若不考虑精细结构，则钠原子自3D态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？④若考虑精细结构，则上问中谱线分别是几线结构？用光谱项表达式表示出相应的跃迁.(中科院1998)解：①试写出钠原子主线系、第一辅线系、第二辅线系和伯格曼系的波数表达式。主线系：第二辅线系：第一辅线系：柏格曼线系：②已知：⊿s=1.35,⊿p=0.86,⊿d=0.01,求钠原子的电离电势。钠原子基态：3S基态谱项：电离电势：③若不考虑精细结构，则钠原子自3D态向低能级跃迁时，可产生几条谱线？是哪两个能级间的跃迁？各对应哪个线系的谱线？3S3P3D④若考虑精细结构，则上问中谱线分别是几线结构？用光谱项表达式表示出相应的跃迁.3S3P3D32P3/232P1/232D5/232D3/232S1/232D5/232P3/232D3/232P3/232D3/2