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第四章原子的精细结构：电子自旋201003(1)

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原子物理---习题4省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件

原子物理---习题4省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
4朗德因子g应用范围是 :[ A] A. 弱外磁场中正、反常塞曼效应； B. 弱外磁场中正常塞曼效应; C. 对弱、强外磁场均成立, 但取值不一样; D. 弱外磁场中正常塞曼效应和帕邢-巴克效应。
8
第8页
5若原子处于1D2和2S1/2状态, 它们朗德因子g值分别为： [D ]
A. 1和2/3 ; B. 2和2/3 ; C. 1和4/3 ; D. 1和2 。
12
第12页
4．钠D1线是由跃迁__2_P_1_/2___2_S_1/_2______产生.
5．处于4D3/2态原子朗德因子g等于_______5_/6_
6.已知He原子1P11S0跃迁光谱线在磁场中分裂为三条光 谱线。若其波数间距为 ，则此磁场磁感应强度B=
____4__m__ec__。~
e
~ e B 4mec
16
第16页
4.试问波数差为29.6cm-1莱曼系根本双重线,属于何种类 氢离子.
解:类氢离子莱曼系根本对应n'=2n=2跃迁,考虑选择定则, 它对应2P2S跃迁,因为自旋-轨道相互作用.2P能级将分裂 为两条,波数差为
~ Z 4 5.84cm1
Z4
5.84cm1 29.6cm1
n3l(l 1)
6
第6页
2原子中轨道磁矩L和轨道角动量L关系应为 :[ C]
A.
L
e me
L;
B.
L
e 2me
L;
C.
L
e 2me
L;
D.
L
e me
L;
7
第7页
3在外磁场中原子，若外磁场B可视为弱磁场，则：[ A] A. L和S 先耦合成 再与B耦合; B. 因为B弱使L 与S 不能耦合成 ; C. 因为B弱,所以磁场对原子作用总可忽略; D. L 与S 分别同B耦合,而后形成总附加能。

第四章 原子的精细结构电子的自旋PPT课件

第四章 原子的精细结构电子的自旋PPT课件
x
12
二、实验结果
对于氢、锂、钠、钾、铜、银、金等原子经过不均匀的磁场 作用后分成两束，屏幕上看见两条黑斑；但对于锌、汞、镉、锡 等原子经过不均匀的磁场作用只观察到一束；对于基态的氧原子 经过不均匀的磁场作用却观察到五束。
三、实验结果解释
匀强原磁子场具，有则磁原矩子，只在能磁受力场偶中矩的作行用为象M 一个磁B 偶使极磁子偶。极如子果转磁向场沿为
d S1r dr1r2d1r2dt
2
22
则 :S 0 d 0 S 1 2 r 2d 2 m 1 te0 ( m e r 2) d 2 m L te0 d 2 m te L
由此可得到磁矩的大小为：
iSe2m eL2m eeLL
考虑到 与 L 反向，写成矢量式则为：
L
e 称为旋磁比
点击此处输入 相关文本内容
2
前面我们详细讨论了氢原子和碱金属原子的能级与光谱，理论与实验符合 的很好，可是后来用高分辨率光谱仪观测时发现，上述光谱还有精细结构，这 说明我们的原子模型还很粗糙。本章我们将引进电子自旋假设，对磁矩的合成 以及磁场对磁矩的作用进行讨论，去考察原子的精细结构，并且我们要介绍史 特恩-盖拉赫，塞曼效应，碱金属双线三个重要实验，它们证明了电子自旋假设 的正确性。电子自旋假设的引入，正确解释了氦原子的光谱和塞曼效应.可是 “自旋是一种结构呢？还是存在着几类电子呢？”并且到现在为止，我们的研 究还只限于原子的外层价电子，其内层电子的总角动量被设为零，下一章我们 将要着手讨论原子的壳层结构。
Bz z沿磁场方向的磁感应强度变化的梯度
磁矩与磁场方向的夹角
讨论：（1）如果 B z >0，当 900 时，则 f 0
z
力的方向沿磁场方向。

第四章原子的精细结构：电子的自旋

第四章原子的精细结构：电子的自旋

不加磁场
加磁场经典预言
加磁场实验结果
斯特恩-盖拉赫实验对氢原子的结果 斯特恩盖拉赫实验时空间量子化的最直接的证明，它是第 一次量度原子的基态性质的实验，又是这个实验，进一步开辟 了原子束及分子束实验的新领域。
三、实验问题
1、先看例子（Ag、Zn l 0 ）在屏上能看到几束
理论上：（ 2l 1 1 ）只有一个值
x vt
1 Fz 2 zt t 2m
d O
P
S1 S2
S N
z1

z2
x
D
通真空泵
原子束在经过磁场区（长度D）到达出口处时，已偏离x轴z1 距离，那时与x轴的偏角为：
Fz t dz1 Fz d arctan arctan arctan 2 dx mv mv d
§18 原子中电子轨道运动的磁矩
一、经典表示式
1、磁矩 从经典电磁学知道，一载流线圈有一个磁矩μ ，它可以表示成：
ˆ IS iSen
i
-----电流大小
S
-----载流线圈所围面积
ˆ en -----垂直与该面积的单位矢量，即和导线线圈平面垂直
因 和 S
线圈平面。
子的1/1836，实际核磁子值
因为核磁矩比电子磁矩
小得多，所以原子磁矩主要由电子磁矩组成。玻尔磁子
也可作为原子磁矩的单位。
2、磁相互作用比电相互作用小
4 0 2 e 1 e 2 B ec 2 2me 2 4 0 c me e 1 1 ea1 c c ea1 2 2
它在z方向的分量只有两个：
1 sz 2
1 ： 即：自旋量子数在z方向的分量只能取 2

§1819电子自旋new资料

§1819电子自旋new资料

1. 原子的磁矩
μ半经i 典S计算给e出Sn 0 T
e 2 r / v
r
2
n
0
e 2me
me
v
rn
0
e 2me
L
原子中电子轨道运动产生磁矩示ห้องสมุดไป่ตู้图
即 μ L 其中 e
2me
量子力学的计算给出相同的结果
电磁学中磁矩概念的复习
M ISn
矩形线圈在均匀磁场中 所受的力矩
F Idl B
第四章 原子的精细结构： 电子自旋
张劭光
物理学与信息技术学院
一、引言
通过对原子的磁偶极矩的测定来间接测量原子的轨道角动量。考虑这些实验结果 时，我们将发现一个重要的实验事实，即电子不仅具有轨道角动量及与之相对应的磁 偶极矩，还具有一种内禀磁矩，与该磁矩相对应，电子具有一种称为自旋的内禀角动 量。而且磁矩（因而角动量）的空间取向都是量子化的。
类似地 pˆ y p (r )=py p (r ), pˆ z p (r )=pz p (r )
量子力学中如何描述角动量 尝试定义角动量算符(momentum operator): Lˆ = rˆ pˆ 可导出其对易关系（the commutation relations）为:
[Lˆx , Lˆy ] i Lˆz，[Lˆy , Lˆz ] i Lˆx， [Lˆz , Lˆx ] i Lˆy. Then the following relations can be verified: [Lˆ, Lˆ2 ] 0, 即 [Lˆx , Lˆ2 ] 0, [Lˆy , Lˆ2 ] 0, [Lˆz , Lˆ2 ] 0. 选取Lˆ2 , 和 Lˆz 为力学量完备集，求解Lˆ2 , 和 Lˆz的本征值方程， 可得其共同本征态为Ylm

第4章 原子的精细结构：电子自旋 ppt课件

第4章 原子的精细结构：电子自旋 ppt课件

0
即角动量矢量在

空间有三个取向
v 轨道角动量的大小 L及其z分量Lz的取值是量子化的， 而 Lz取值的量子化意味着角动量在空间取向是量子化 的，因为对于每一个l值有2l+1个ml值,即 L在z 轴上应 有2l+1个分量，因而 L有2l+1个取向。
12
PPT课件
与l =1情况相同，我们有l =2时有5个取向， l =3时有 7个取向
Z
L 6 2
L 2(2 1) 6,(l 2) ml 00,1,2,(l 2) Lz 0,,2
2
l2
即，角动量量子数为l 时，其在空间有2l+1个取向，
它对应有2l+1个投影值ml
13
PPT课件
§4.2 史特恩－盖拉赫实验
通过第一节的学习，我们知道不仅原子中电子 轨道的大小、形状和电子运动的角动量、原子内 部的能量都是量子化的，而且在外部磁场中角动 量的空间取向也是量子化的。
所以在l z方向的投影 为l ,z：
l,z

Lz
mlLeabharlann e 2me ml B
ml 0,1,2, ,l
(18 - 5)
可以看出μB 是轨道磁矩的最小单元
10
PPT课件
另外，因为
原子的磁偶 极矩的量度
第一玻尔
半径
B

e 2me

1 2
e2 c
2 me e 2
e

1 2
0.5788104 ev T1
为玻尔磁子，是轨 道磁矩的最小单元。 是原子物理学中的 一个重要常数。
9
PPT课件
又因为量子力学中角动量 L 在z方向的投影大小为：

原子的结构：电子自旋

原子的结构：电子自旋

e l (l 1) l (l 1) B 2m e 24 1 9 . 274 10 J T Bohr磁子 B 2m
在多电子体系中，状态能量与l有关
磁量子数m
ˆ Lz i
ˆ Lz i [ R(r ) ( ) ( )]
几个简并态（n和l确定），由于磁矩取向不同，在
磁场方向的分量也不同，在外磁场作用下产生附 加能量，发生能级分裂。
E z H m B H
Zeeman效应：磁场中观察原子的光谱时，原来的一
条谱线分裂成几条。
2.3 电子自旋
电子自旋问题的提出 自旋角动量和自旋量子数
自旋波函数和完全波函数
角量子数 l
2 2 2 2 2 ˆ L [( y z ) ( z x ) ( x y ) ] z y x z y x
2 1 1 ˆ2 2 [ L (sin ) 2 ] 2 sin sin
2.3.1 电子自旋问题的提出
2.3.1.1 光谱的精细结构 谱线的精细结构：当用分辨率很高的摄谱仪观察 氢原子和碱金属原子的光谱时，发现一条谱线实
际是由两条或几条相距很近的谱线构成。例如，
钠光谱的黄线（ D线）实际上是由波长为 589nm 和
589.6nm的两条谱线构成。
3p轨道，n＝3，l＝1
电 子 自 旋
２.２.3 量子数的物理意义 主量子数n 体系的能量由n决定
Z En 2 80a0 n
e
2
2
n 1,2,3,
多电子体系的能量不仅仅依赖于 n ，还与 l 和 m 有关。
维里定理(virial theorem) 如果体系的势能V是坐标{xi}或向量长度{r}的n次齐(次)函 数，则

第04章 原子的精细结构：电子的自旋-题解(PPT-YBY)


【4.3】试证实：原子在 G3/2 状态的磁矩等于零，并根据原子 矢量模型对这一事实作出解释。【杨福家】
【4.3解】先计算
6
l 4，s 5 / 2,
j 3/ 2
ˆ lˆ 3 s g 0 2 2ˆ j
ˆ 20 2 5 4.47 L
J 0
ˆ 35 / 4 35 / 2 2.96 S
33 4 2 15 B 1.55B 1 B 22 5 5
jz mJ g B
m j 3/2, 1/2, 1/2, 3/2
4 3 1 1 3 6 2 2 6 z B , , , , , , B 5 2 2 2 2 5 5 5 5
2 2
P3/ 2 S1/ 2
589.0 nm
2
P 1/ 2 S1/ 2
589.6 nm
2
之间跃迁的结果。有关的原子态及相应的g因子和mg可计算 如下表：
2
P3/ 2 P 1/ 2 S1/ 2
2
2
4 1 g m 3 2 2 1 g m 3 2 1 g 2 m 2
3 2 6 , mg 2 3 3 1 mg 3 mg 1
相邻谱线的波数差： v g L 2 eB 2 0.467 Bcm 1 1 4 mc
m
1 2
0 0 01 2格罗春：m2 g m1 g m2 g m1 g
2
0
2
v (2,0, 2) L
故产生三条谱线.
s 0
所以不是正常塞满效应。
【4.11】试计算在B为2.5T的磁场中，钠原子的D双线所引起 的塞曼分裂. 【杨福家】 【4.11解】Na的黄色双线是

原子物理第四章 原子的精细结构电子的自旋


3 、 1925 年 1 月 初 ， 德 国 物 理 学 家 克 罗 尼 格 (Ralph De Laer Kronig)根据泡利写给朗德关于第四量子数的信，提出电子内禀 角动量假设并推出了碱金属光谱的双线结构，由于反常旋磁比 的原因，理论值是实验值的两倍。 4、1925年1月8日，克罗尼格请教泡利，电子内禀角动量归结为 电子自转不符合泡利的物理直觉而被否定。加上海森堡的反对， 克罗尼格放弃了！ 5、1925年夏天,莱顿大学艾伦费斯特(Paul Ehrenfest) 的两个 学生乌伦贝克(George Eugene Uhlenbeck)和古兹密特(Samuel Abraham Goudsmit)，将电子内禀角动量理解为第四运动自由度， 提出自旋假设并投稿Science(事先不知道泡利和克罗尼格的讨 论)，讨论了反常塞曼效应。 6、1925年秋天，洛伦兹应两人要求算出电子自转违反相对论， 而且反常旋磁比也难解释，两人追回论文未果，于11月发表。 7、1925年12月,众多物理学家云集莱顿大学庆祝洛仑兹获得博 士学位50周年，玻尔请教爱因斯坦，爱因斯坦认为自旋假设是 相对论的必然结果！
L l(l 1) Lz ml
Z
μ
L
L l l(l 1)B , l 0,1,2,3.......n
l,z mlB , m 0,1,2,3....... l
§4-2 史特恩—盖拉赫实验
史特恩和盖拉赫在1921年进行的实验是对原子在外场中取向 量子化的首次直接观测，它是原子物理学中最重要的实验之一， 其装置示意图如下 氢原子从容器O内通过小 孔逸出，氢原子通过狭缝 后,形成细束,经过一不均 匀的磁场区域,在磁场的垂 直方向运动,最后撞在底片 P上, 显像后在底片上看到 两条黑斑,表明氢原子在经 过不均匀磁场区域时已分 成两束.

第四章 电子的自旋


总磁矩：
可见总磁矩
e e l s ( L 2S ) (J S ) 2m 2m
和总角动量 J 并不反向。
2．原子的有效磁矩 J 守恒， 绕 J 旋进，不守恒。 将 分解成两个分量： J ：与 J 反平行，沿 J 的反向沿长线。 有效磁矩
L 和 S 是有一定的夹角
当
l cos l (l 1)
ห้องสมุดไป่ตู้
j l s时
s 0 s( s 1)
s 0 s( s 1)
90， 称 L 和 S “平行”
o
当
j l s时
l 1 cos l (l 1)
90 ，称 L 和 S “反平行”
总自旋角动量： S Si
i e e Li L 总轨道磁矩： l li 2m i 2m i
i
总自旋磁矩：
e e s si S i S m i m i
总角动量： J L S
电子的轨道运动似乎不是全部的运动。换句话说，
轨道磁矩应该只是原子总磁矩的一部分，那另一部分
的运动是什么呢？
相应的磁矩又是什么呢？
§4.3
电子自旋的假设
1925年，两位荷兰学生乌仑贝克与古兹米特根据 史特恩-盖拉赫实验、碱金属光谱的精细结构等许多 实验事实，发展了原子的行星模型，提出电子不仅 有轨道运动，还有自旋运动，它具有固有的自旋角 动量S。
总磁量子数 m j j, j 1,, j 1, j.共2j1个值
对于单电子s＝1/2,所以
1 1 1 l 0, j ; l 0, j l , l 取两个值 2 2 2

原子的精细结构电子的自旋

*
第四章 原子的精细结构： 电子的自旋
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演讲人姓名
202X
玻尔的原子理论
很好地解释氢原子的谱线系
主要考虑原子核与电子的静电相互作用
问题：
碱金属谱线的双线结构
需要考虑电子运动时产生的磁相互作用
教学内容
*
§4.1 原子中电子轨道运动的磁矩
§4.3 电子自旋的假设
§4.2 施特恩-盖拉赫实验
是有效电荷数，对氢
1、氢原子能级
量子力学的结果（1926年海森堡得到）
2）相对论修正对能量的影响
3）电子自旋与轨道的相互作用能
*
4） 氢原子精细能级的总能量
*
2、氢原子能级分析
*
当l ≠0时，每一个l 联系着两个j，且具有相同n 值及相同j 值，而具有不同l 值的能级是简并的。比如P态分裂成P1/2 和P3/2 ， D态分裂成D3/2 和D5/2 。且3 P3/2 与3D3/2 的能量相同。能级简并 这一点与碱金属原子的情况不同。
轨道角动量L
1）电子不是点电荷,除轨道角动量外还有自旋运动,具有固有的自旋角动量（内禀角动量）S
类比
（施特恩-格拉赫实验）
*
2）电子的自旋磁矩（内禀磁矩）
电子轨道运动的磁矩
若类比
与实验不符
B(z)
电子的自旋不能理解为像陀螺一样绕自身轴旋转，它是电子内部的属性，与运动状态无关。在经典物理中找不到对应物，是一个崭新的概念）
3、精细结构裂距
*
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
因要与实验值相比较，则需得出相关的平均值。由：
由于
与类氢原子半径相关的 也必须求其平均值
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第四章 原子的精细结构：电子自旋一、学习要点1．电子自旋(1)实验基础与内容：电子除具有质量、电荷外，还具有自旋角动量()21(,1=+=s s s p s 称自旋角量子数）和自旋磁矩Bs s esp m e μμμ3,=-=.自旋投影角动量21,±==s s sz m m p 称自旋磁量子数(2)单电子角动量耦合：总角动量()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=≠±=+=0,210,21,1l l l j j j pj，称总角量子数（内量子数、副量子数；总角动量的投影角动量()j j j j m m p j j jz ,1,,1,,----== ，称总磁量子数(3)描述一个电子的量子态的四个量子数：强场：s l m m l n ,,,；弱场：j m j l n ,,,原子态（光谱项）符号 j s L n12+S态不分裂， ,,,,G F D P 态分裂为两层2．原子有效磁矩 J JP m eg2-=μ, )1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g (会推导)3．碱金属原子光谱和能级的精细结构⑴原因：电子自旋—轨道的相互作用. ⑵能级和光谱项的裂距； ⑶选择定则：1±=∆l ,1,0±=∆j画出锂、钠、钾原子的精细结构能级跃迁图.4. 外磁场对原子的作用（1）拉莫尔进动圆频率(会推导): Bm e geL2=ω（2）原子受磁场作用的附加能量:B g M B E B J J μμ=⋅-=∆附加光谱项()1-m7.464~,~4B mceB L L g M mceB gM TJ J ≈===∆ππ能级分裂图（3）史—盖实验；原子束在非均匀磁场中的分裂 212J B dB L s M g m dz v μ⎛⎫=-⎪⎝⎭原子,（m 为原子质量）（4）塞曼效应：光谱线在外磁场中的分裂，机制是原子磁矩与外磁场的相互作用,使能级进一步的分裂所造成的. 塞曼效应的意义①正常塞曼效应：在磁场中原来的一条谱线分裂成3条,相邻两条谱线的波数相差一个洛伦兹单位L ~Cd 6438埃 红光1D 2→1P 1氦原子 66781埃 1D 2→1P 1 ②反常塞曼效应：弱磁场下：Na 黄光：D 2线 5890埃 2P 3/2→2S 1/2（1分为6）；D 1线5896埃 2P 1/2→2S 1/2（1分为4） Li ( 2D 3/2→2P 1/2)格罗春图、相邻两条谱线的波数差、能级跃迁图选择定则 )(1);(0);(1+-+-=∆σπσJM垂直磁场、平行磁场观察的谱线条数及偏振情况 ③帕邢—贝克效应：强磁场中反常塞曼效应变为正常塞曼效应()()BM M B E B S LS Lμμμ2+=⋅+-=∆，()L M M S L ~2~∆+∆=∆ν，1,0,0±=∆=∆L S M M()L L ~,0,~~~0-+=νν＊ 5. 氢原子光谱和能级的精细结构⑴原因：相对论效应和电子自旋－轨道相互作用； ⑵狄拉克能级公式；⑶赖曼系第一条谱线和巴尔末线系αH 线的精细分裂； ⑷蓝姆移动二、基本练习（一）教材习题：杨书P 209--210 ：4—2、4—4、4—5、4—6、4—8、4—10、4—11 （二）第四章自测云南师范大学2009—2010学年 ____原子物理学（4）__自测卷学院________专业 _________年级______学号___________ 姓名_________考试方式：闭卷考考试时量：120分钟试卷编号：（A 、B 、C 卷）：A 卷1．选择题（从A 、B 、C 和D 中选一，在题号上打“√”，每题1分，共42分）（1）单个f 电子总角动量量子数的可能值为：A. j =3,2,1,0； B .j=±3； C. j= ±7/2 , ± 5/2; D. j= 5/2 ,7/2（2）单个d 电子的总角动量投影的可能值为： A.2 ，3 ； B.3 ，4 ； C.235，215； D. 3/2， 5/2 .（3）d 电子的总角动量取值可能为： A.215,235; B .23,215; C.235,263; D.2,6（4）已知一个价电子的21,1==s l ,试由s l j m m m +=求j m 的可能值： A .3/2,1/2 ,-1/2 ,-3/2 ; B. 3/2 ,1/2 ,1/2, -1/2 ,-1/2,-3/2; C .3/2,1/2 ,0,-1/2, -3/2; D. 3/2,1/2 ,1/2 ,0,-1/2, -1/2,-3/2; (5)产生钠的两条黄谱线的跃迁是：A.2P 3/2→2S 1/2 , 2P 1/2→2S 1/2;B. 2S 1/2→2P 1/2 , 2S 1/2→2P 3/2;C. 2D 3/2→2P 1/2, 2D 3/2→2P 3/2;D. 2D 3/2→2P 1/2 , 2D 3/2→2P 3/2（6）若已知K 原子共振线双重成分的波长等于7698.98埃和7664.9埃,则该原子4p 能级的裂距为多少eV ？A.7.4×10-2; B .7.4×10-3; C .7.4×10-4; D .7.4×10-5.(7）对锂原子主线系的谱线,考虑精细结构后,其波数公式的正确表达式应为：A.ν~= 22S 1/2-n 2P 1/2 ν~= 22S 1/2-n 2P 3/2 B. ν~= 22S 1/2→n 2P 3/2 ν~= 22S 1/2→n 2P 1/2C. ν~= n 2P 3/2-22S 1/2 ν~= n 2P 1/2-22S 3/2D. ν~= n 2P 3/2→n 2P 3/2 ν~= n 2P 1/2→n 21/2 （8）碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因： A.电子自旋的存在 B.观察仪器分辨率的提高 C.选择定则的提出 D.轨道角动量的量子化（9）已知钠光谱的主线系的第一条谱线由λ1=5890埃和λ2=5896埃的双线组成,则第二辅线系极限的双线间距（以电子伏特为单位）：A.0；B.2.14⨯10-3;C.2.07⨯10-3;D.3.42⨯10-2(10）考虑电子自旋,碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的间隔随波数增加而减少的是什么线系？A.主线系；B.锐线系；C.漫线系；D.基线系(11）如果l 是单电子原子中电子的轨道角动量量子数,则偶极距跃迁选择定则为： A.0=∆l ; B. 0=∆l 或±1; C. 1±=∆l ; D. 1=∆l(12）碱金属原子的价电子处于n ＝3, l ＝1的状态,其精细结构的状态符号应为： A .32S 1/2.32S 3/2； B.3P 1/2.3P 3/2； C .32P 1/2.32P 3/2; D .32D 3/2.32D 5/2 (13）下列哪种原子状态在碱金属原子中是不存在的： A .12S 1/2; B. 22S 1/2; C .32P 1/2; D. 32S 1/2.32D 5/2(14）对碱金属原子的精细结构12S 1/2 12P 1/2, 32D 5/2, 42F 5/2,22D 3/2这些状态中实际存在的是：A.12S 1/2,32D 5/2,42F 5/2;B.12S 1/2 ,12P 1/2, 42F 5/2;C.12P 1/2,32D 5/2,22D 3/2;D.32D 5/2, 42F 5/2,32D 3/2（15）在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：A ．0； B.1； C.2； D.3（16）正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为：A ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同； C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁（17）B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩（g ＝2／3）是A.B μ33； B.B μ32； C.B μ32 ； D.B μ22.(18)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有： A.朗德因子和玻尔磁子 B.磁量子数、朗德因子 C.朗德因子、磁量子数M L 和M J D.磁量子数M L 和M S (19)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为： A ；)(0);(1πσ±=∆JMB. )(1);(1σπ+-=∆JM;0=∆JM时不出现；C. )(0σ=∆J M，)(1π±=∆JM； D. )(0);(1πσ=∆±=∆SLMM(20)原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为： A ．B μ315； B. 0； C.B μ25； D. B μ215-(21)若原子处于1D 2和2S 1/2态,试求它们的朗德因子g 值：A ．1和2/3； B.2和2/3； C.1和4/3； D.1和2 （22）由朗德因子公式当L=S,J≠0时,可得g 值： A ．2； B.1； C.3/2； D.3/4（23）由朗德因子公式当L=0但S≠0时,可得g 值： A ．1； B.1/2； C.3； D.2（24）如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值：A.2/3； B.1/3； C.2； D.1/2 （25）某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为： A ．2个； B.9个； C.不分裂； D.4个（26）判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的：A.4D 3/2分裂为2个；B.1P 1分裂为3个；C.2F 5/2分裂为7个；D.1D 2分裂为4个(27)如果原子处于2P 3/2态，将它置于弱外磁场中时，它对应能级应分裂为： A.3个 B.2个 C.4个 D.5个(28)态1D 2的能级在磁感应强度B 的弱磁场中分裂多少子能级? A.3个 B.5个 C.2个 D.4个(29)钠黄光D 2线对应着32P 3/2→32S 1/2态的跃迁，把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂：A.3条B.6条C.4条D.8条(30)碱金属原子漫线系的第一条精细结构光谱线(2D 3/2→2P 3/2)在磁场中发生塞曼效应,光谱线发生分裂,沿磁场方向拍摄到的光谱线条数为A.3条B.6条C.4条D.9条(31)对钠的D 2线(2P 3/2→2S 1/2)将其置于弱的外磁场中，其谱线的最大裂距max ~ν∆和最小裂距min~ν∆各是 A.2L 和L/6; B.5/2L 和1/2L; C.4/3L 和2/3L; D.5/3L 和1/3L(32)使窄的原子束按照施特恩—盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场，若原子处于5F1态，试问原子束分裂成A.不分裂B.3条C.5条D.7条（33）（1997北师大）对于塞曼效应实验，下列哪种说法是正确的？A．实验中利用非均匀磁场观察原子谱线的分裂情况；B．实验中所观察到原子谱线都是线偏振光；C．凡是一条谱线分裂成等间距的三条线的，一定是正常塞曼效应；D．以上3种说法都不正确.(34）氢原子光谱形成的精细结构（不考虑蓝姆移动）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(35）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.二条B.三条C.五条D.不分裂(36）考虑精细结构,不考虑蓝姆位移,氢光谱Hα线应具有：A.双线B.三线C.五线D.七线(37）氢原子巴尔末系的谱线,计及精细结构以后,每一条谱线都分裂为五个,但如果再考虑蓝姆位移其谱线分裂条数为：A.五条B.六条C.七条D.八条2．简答题（共12分，每题各6分）（1）碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么？造成碱金属原子精细能级的原因是什么？为什么S态不分裂，,,,,GFDP态分裂为两层？（2）在强磁场下描述一个电子的一个量子态一般需哪四个量子数？试写出各自的名称、.取值范围、力学量表达式？在弱磁场下情况如何？试回答上面的问题.3．计算题（共46分，其中第1、3小题每题各18分，第2小题10分。