原子物理

更新时间:2021-03-25 04:55

《原子物理》是华东师范大学提供的慕课课程,授课老师是陈丽清。

课程大纲

01

第一章 原子的位形:卢瑟福模型

学习目标:1、了解α粒子散射实验对认识原子结构的作用,理解如何由实验得出原子核式结构的结构。2、掌握卢瑟福散射公式及其推导。3、掌握库伦散射公式及其计算,了解从库伦公式出发对核式结构的正确性进行实验验证。4、了解行星模型的意义和困难。

课时

§1.1 电子的发现

§1.2 卢瑟福原子核式结构模型的提出

§1.3 卢瑟福散射公式

§1.4 卢瑟福散射公式实验验证

§1.5 核式模型的意义及困难

02

第二章 原子的量子态:玻尔的氢原子理论

学习要求:1、了解普朗克量子理论,了解光电效应的现象和规律,理解光电效应的量子解释。2、掌握氢原子光谱规律及巴尔末公式。3、掌握玻尔基本假设,量子化条件,能量公式,主量子数,氢能级图。4、掌握玻尔理论来解释氢原子和类氢原子的结构及其光谱规律。5、理解夫兰克—赫兹实验对于原子定态的证明。6、了解索末菲模型中电子的椭圆轨道,对碱金属原子光谱仅作扼要叙述,不作详细讨论。了解原子实验极化与轨道贯穿的作用。7、了解玻尔氢原子理论的局限性,说明新量子论(量子力学)产生并取代旧量子论的必然性。

课时

§2.1 背景知识:量子假说、氢原子的光谱系

§2.2 玻尔的氢原子理论

§2.3 玻尔模型实验验证之一:里德伯常数及其修正

§2.4 玻尔模型实验验证之二:夫兰克—赫兹实验

§2.5 玻尔—索末菲模型、量子化通则和椭圆轨道相对论修正

03

第三章 量子力学导论

学习要求:1、了解微观粒子二象性的实验事实,掌握微观粒子二象性的德布罗意关系。2、 运用波粒二象性分析理解原子量子态定态条件。2、了解测不准关系的含义、运用分析原子量子态定态条件。3、描述微观粒子运动状态的波函数的统计意义。4.、了解量子数取值范围的来源

课时

§3.1 玻尔理论的困难

§3.2 波粒二象性

§3.3 不确定关系

§3.4 波函数及其统计解释

§3.5 薛定谔方程及其定态方程

§3.6 氢原子的量子力学解释

§3.7 爱因斯坦A、B系数

§3.8 跃迁选择定则

04

第四章 原子的精细结构:电子的自旋

学习要求:1、掌握原子的磁矩与空间量子化的意义,了解拉莫尔进动。2、掌握主量子数,角量子数和磁量子数的意义及其重要性,了解计算朗德g因子的方法。3、掌握原子自旋假定,自旋量子数,自旋磁量子数,自旋角动量公式。 掌握电子自旋概念与自旋量子数的意义。4、掌握验证自旋假定正确性的三个实验:史特恩-盖拉赫实验、碱金属双线和塞曼效应,理解三个实验现象的物理本质,以及三个实验的共同点和不同点。掌握原子受磁场作用的附加能量。

课时

§4.1 原子中电子轨道运动的磁矩

§4.2 史特恩—盖拉赫实验

§4.3 电子自旋的假设

§4.4 自旋—轨道相互作用 碱金属光谱的精细结构

§4.5 塞曼效应

05

第五章 多电子原子:泡利原理

学习要求:1、掌握氦原子能级和光谱的一般特性。2、掌握角动量合成法则,掌握L-S耦合,J-J耦合。 3、掌握选择规则和拉波特定律。 4、掌握电子组态和原子组态之间的关联。 5、了解元素周期系规律的内在根源。6、掌握电子壳层填充所需遵循的规律,理解泡利原理,及其对于原子壳层结构的意义。 7、掌握洪特定则,结合洪特定则和泡利原理给出L-S耦合原子态能量次序,定出任意原子的基态原子态。

课时

§5.1 氦的光谱和能级

§5.2 两个电子的耦合

§5.3 泡利不相容原理 同科电子

§5.4 元素周期表

06

第六章 x射线

1、了解x射线的产生机制和特征。2、理解原子内层电子跃迁的规律。3、掌握康普顿散射现象、公式和产生机制。4、了解x射线吸收的过程

课时

§6.1 x射线的发现及其波动性

§6.2 x射线产生的机制

§6.3 康普顿散射

§6.4 x射线能级图 莫塞莱定律

§6.5 x射线的吸收

参考教材

《原子物理学》杨福家

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