原子物理

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第一章 原子的位形：盧瑟福模型

學習目標：1、瞭解α粒子散射實驗對認識原子結構的作用，理解如何由實驗得出原子核式結構的結構。2、掌握盧瑟福散射公式及其推導。3、掌握庫倫散射公式及其計算，瞭解從庫倫公式出發對核式結構的正確性進行實驗驗證。4、瞭解行星模型的意義和困難。

課時

§1.1 電子的發現

§1.2 盧瑟福原子核式結構模型的提出

§1.3 盧瑟福散射公式

§1.4 盧瑟福散射公式實驗驗證

§1.5 核式模型的意義及困難

02

第二章 原子的量子態：玻爾的氫原子理論

學習要求：1、瞭解普朗克量子理論，瞭解光電效應的現象和規律，理解光電效應的量子解釋。2、掌握氫原子光譜規律及巴爾末公式。3、掌握玻爾基本假設，量子化條件，能量公式，主量子數，氫能級圖。4、掌握玻爾理論來解釋氫原子和類氫原子的結構及其光譜規律。5、理解夫蘭克—赫茲實驗對於原子定態的證明。6、瞭解索末菲模型中電子的橢圓軌道，對鹼金屬原子光譜僅作扼要敍述，不作詳細討論。瞭解原子實驗極化與軌道貫穿的作用。7、瞭解玻爾氫原子理論的侷限性，説明新量子論（量子力學）產生並取代舊量子論的必然性。

課時

§2.1 背景知識：量子假説、氫原子的光譜系

§2.2 玻爾的氫原子理論

§2.3 玻爾模型實驗驗證之一：裏德伯常數及其修正

§2.4 玻爾模型實驗驗證之二：夫蘭克—赫茲實驗

§2.5 玻爾—索末菲模型、量子化通則和橢圓軌道相對論修正

03

第三章 量子力學導論

學習要求：1、瞭解微觀粒子二象性的實驗事實，掌握微觀粒子二象性的德布羅意關係。2、 運用波粒二象性分析理解原子量子態定態條件。2、瞭解測不準關係的含義、運用分析原子量子態定態條件。3、描述微觀粒子運動狀態的波函數的統計意義。4.、瞭解量子數取值範圍的來源

課時

§3.1 玻爾理論的困難

§3.2 波粒二象性

§3.3 不確定關係

§3.4 波函數及其統計解釋

§3.5 薛定諤方程及其定態方程

§3.6 氫原子的量子力學解釋

§3.7 愛因斯坦A、B係數

§3.8 躍遷選擇定則

04

第四章 原子的精細結構：電子的自旋

學習要求：1、掌握原子的磁矩與空間量子化的意義，瞭解拉莫爾進動。2、掌握主量子數，角量子數和磁量子數的意義及其重要性，瞭解計算朗德g因子的方法。3、掌握原子自旋假定，自旋量子數，自旋磁量子數，自旋角動量公式。 掌握電子自旋概念與自旋量子數的意義。4、掌握驗證自旋假定正確性的三個實驗：史特恩-蓋拉赫實驗、鹼金屬雙線和塞曼效應，理解三個實驗現象的物理本質，以及三個實驗的共同點和不同點。掌握原子受磁場作用的附加能量。

課時

§4.1 原子中電子軌道運動的磁矩

§4.2 史特恩—蓋拉赫實驗

§4.3 電子自旋的假設

§4.4 自旋—軌道相互作用 鹼金屬光譜的精細結構

§4.5 塞曼效應

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第五章 多電子原子：泡利原理

學習要求：1、掌握氦原子能級和光譜的一般特性。2、掌握角動量合成法則，掌握L-S耦合，J-J耦合。 3、掌握選擇規則和拉波特定律。 4、掌握電子組態和原子組態之間的關聯。 5、瞭解元素週期系規律的內在根源。6、掌握電子殼層填充所需遵循的規律，理解泡利原理，及其對於原子殼層結構的意義。 7、掌握洪特定則，結合洪特定則和泡利原理給出L-S耦合原子態能量次序，定出任意原子的基態原子態。

課時

§5.1 氦的光譜和能級

§5.2 兩個電子的耦合

§5.3 泡利不相容原理 同科電子

§5.4 元素週期表

06

第六章 x射線

1、瞭解x射線的產生機制和特徵。2、理解原子內層電子躍遷的規律。3、掌握康普頓散射現象、公式和產生機制。4、瞭解x射線吸收的過程

課時

§6.1 x射線的發現及其波動性

§6.2 x射線產生的機制

§6.3 康普頓散射

§6.4 x射線能級圖 莫塞萊定律

§6.5 x射線的吸收 ^[1] 

《原子物理學》楊福家 ^[1]