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碱金属原子的能级或光谱项与氢原子有何不同?这是什么原因引起的

2021-04-05知识6

碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因是什么 电子的自旋轨道耦合

光谱项的意义是什么 光谱项是粒子的一个能态。标记该能态的量子数称为光谱项符号。它是描写多电子原子与分子的量子能态的符号。一般用大写字母S、P、D、F等表示多电子原子的角量子数,L=0,1,2,3等状态。再在左上标表示自旋多重性2S+1,借以表示不周的轨道或能阶。当在右下标表示总角动量量子数J具体数值;这种符号称为“光谱支项”,每个光谱项包含2s+1个光谱支项。光谱项是所有元素所发射的光谱线的波数总由两项之差决定。即,式中m、n为整数,T(m)、T(n)称为光谱项,其函数形式随不同原子而异。例如:氢原子光谱中巴尔末线系的两个光谱项分别为 和。原子光谱的这一普遍公式称作里兹并合原则。1900年瑞典物理学家里德伯(1854~1919年)及1908年里兹分别发现很多元素的光谱都有这种关系,并提出光谱项的概念。并合原则的发现和光谱项概念的提出使光谱研究由光谱线转向光谱项。但当时对其物理意义并不清楚。玻尔理论提出后,才赋予光谱项以明确的物理意义,即每一光谱项与原子的一定能级相对应,两光谱项之差与两定态能量之差相联系。按玻尔理论得氢原子的光谱项。光谱项的分立性阐明了光谱线的分立性。光谱项图和光谱项符号按早期对谱线系分类的传统,已经确定了用符号表示单个电子。

碱金属原子光谱公式中的有效量子数为什么不是整数1885年瑞士物理学家J.巴耳末首先把上述光谱用经验公式:λ=Bn2/(n2-22)(n=3,4,5,·)表示出来,式中B为一常数。这组谱线称为巴耳末线系。当n→时,λ→B,为这个线系的极限,这时邻近二谱线的波长之差趋于零。1890年J.里德伯把巴耳末公式简化为:1/λ=RH(1/22-1/n2)(n=3,4,5,·)式中RH称为氢原子里德伯常数,其值为(1.096775854±0.000000083)×107m-1。后来又相继发现了氢原子的其他谱线系,都可用类似的公式表示。波长的倒数称波数,单位是m-1,氢原子光谱的各谱线系的波数可用一个普遍公式表示:σ=RH(1/m2-1/n2)对于一个已知线系,m为一定值,而n为比m大的一系列整数。此式称为广义巴耳末公式。氢原子光谱现已命名的六个线系如下:莱曼系 m=1,n=2,3,4,·紫外区 巴耳末系 m=2,n=3,4,5,·可见光区 帕邢系 m=3,n=4,5,6,·红外区 布拉开系 m=4,n=5,6,7,·近红外区 芬德系 m=5,n=6,7,8,·远红外区 汉弗莱系 m=6,n=7,8,9,·远红外区 广义巴耳末公式中,若令T(m)=RH/m2,T(n)=RH/n2,为光谱项,则该式可写成σ=T(m)-T(n)。氢原子任一光谱线的波数可表示为两光谱项之差的规律称为并合原则,又称里兹组合。

#碱金属原子的能级或光谱项与氢

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