第一篇 总论
(材料现代分析方法基础与概述)
第一章 电磁辐射与材料结构
第一节电磁辐射与物质波
一 电磁辐射与波粒二象性
电磁辐射(光的波动性):在空间传播的交变电 磁场(电磁波)。
特点:不依赖物质存在;横波;同一介质中波速 不变;真空光速极限(c3108m/s)。
主要物理量:振幅;频率(Hz);波长;相位。
• M叫谱线多重性符号,表示n与L一定的 光谱项由M个能量稍有差别的分裂能级 (光谱支项)构成。
• 能级的分裂取决于J,每一个光谱支项对 应于J的一个取值,M为J 可能取值的个 数(LS时,M=2S+1;L<S时,M=2L+1)
塞曼分裂
• 当有外磁场存在时,光谱支项将进一步 分裂为能量差异更小的若干能级,这种 现象叫塞曼(Zeeman)分裂。
真空中的相互关系:
=c
(1-1)
光的粒子性: 斯托列托夫实验(1872年,莫斯科大学)
• 实验结果 :
• (1) 光照使真空管出现自 由电子。
• (2) 入射光的频率必须大 于某一确定值才有电子 出现,该值与真空管阴 极材料有关。
• 波动理论无法解释此现 象。
光电效应表明电磁辐射具有粒子性。
• 爱因斯坦的光电理论(1905年,1916年由 密立根实验证实):
取值:L+S,L+S-1,…,|L-S|。当L<S 时有2L+1个值,当LS时有2S+1个值。
• M量J的称大总小磁,量取子值数:,0表,征±P1J,沿±外2,…磁,场±方J(向J分 为整数)或:0,±1/2,±3/2,…,±J(J 为半整数)。
原子的能级可用符号nMLJ表示,称为光 谱项
• 对应于L=0,1,2,3,4,… 常用大 写字母S,P,D,F,G,…表示。