LS耦合和jj耦合学习教案.ppt

会计学1LS耦合和耦合和jj耦合耦合第一页，共12页2 电子组态的符号 (fúhào)：1s, 2s, 3p, 4f 等 氢原子只有一个 (yī ɡè)电子，处于基态时，电子处于 n =1、l =0 状态，故基态氢原子的电子组态是 1s 同一个原子的不同电子组态，有不同的能量，有时能量差别很大若主量子数 n 有变化，能量差异会很显著如，氦原子第一激发态电子组态是 1s2s，与基态1s1s的能量相差很大，有，这是由于 (yóuyú)一个电子的主量子数增加引起的 氦原子有两个电子，若一个电子留在 1s态，另一个电子激发到2s,2p, 3s或3p等，氦的电子组态为 1s2s,1s2p, 1s3s或1s3p等 第1页/共11页第二页，共12页3 一种电子组态能形成的可能 (kěnéng)原子态决定于电子的相互作用性质 由于电子的相互作用，一种电子组态可以形成不同原子态如镁原子第一激发态的电子组态是 3s3p，可以形成 和 四种原子态 两个价电子都有轨道运动和自旋，这四种运动都会产生磁场，对其它运动发生影响。

忽略双交叉 (jiāochā)的情形，四种运动的相互作用有四种情形： 两个电子自旋的相互作用 G1 (s1 , s2 ) ，两个电子轨道运动的相互作用 G2 (l1 , l2 ) ，第一个电子轨道运动与自身自旋的相互作用 G3 (l1 , s1 )及第二个电子轨道运动与自身自旋之间的相互作用 G4 (l2 , s2 )四种相互作用有不同程度的强弱第2页/共11页第三页，共12页4二、LS 耦合(LS coupling ) LS耦合 两个电子的自旋(zì xuán)角动量合成总自旋(zì xuán)角动量，两个电子的轨道角动量合成总轨道角动量，两者合成原子的总角动量数值 因为(yīn wèi)s1 = s2 =1/2，所以s 取1、0 两个数值 ；∵自旋总角动量 ∴第3页/共11页第四页，共12页5轨道(guǐdào)总角动量合成 l 的取值从(l1 + l2 )到 数值如果l1 > l2，l 有 2l2 + 1个数值可取；如果l2 > l1，l 有2l1 + 1个数值可取邻近值相差1的一系列数值 ；∵轨道总角动量 ∴第4页/共11页第五页，共12页6数值 如果l > s，对于确定的l 和s ，j 有2s + 1个值。

两个价电子的原子体系，s 数值为0和1当s = 0时，j = l ，单一态，一个能级当s = 1时， j = l +1, l, l -1 j 有三个值，三重态，三个能级可见，凡是有两个价电子的原子体系，都有单一和三重两套原子态，或两套能级结构 ，相应地形成两套光谱 原子(yuánzǐ)的总角动量 第5页/共11页第六页，共12页 例1:设两个价电子的组态为2p3d，求通过(tōngguò)LS耦合所形成的原子态 解: 根据题意，l1 =1，l2 =2，s1 =1/2，s2 =1/2s = 0，1 ；l = 1，2，3当s = 0时：对于l = 1，得到 j = 1，这是单一态 ；对于l = 2，得到 j = 2，这是单一态 ;对于l = 3，得到 j = 3，这是单一态 当s = 1时： 对于l = 1，得到 j = 0、1、2，这是三重态 ; 对于l = 2，得到 j = 1、2、3，这是三重态 ; 对于l = 3，得到 j = 2、3、4，这是三重态 。

第6页/共11页第七页，共12页8三、jj 耦合(j j coupling ) j j 耦合 电子自旋角动量与自身轨道角动量合成各自的总角动量，两个 (liǎnɡ ɡè)电子总角动量再合成原子的总角动量数值 第一个电子总角动量第二个电子总角动量数值 原子的总角动量 第7页/共11页第八页，共12页9数值(shùzí) 若 j1 > j2 ，则 j 有2 j2 +1个值 例2:原子的电子态是 1s2p，求通过(tōngguò)j j 耦合所形成的原子态，与通过 (tōngguò)LS 耦合所形成的原子态进行比较 解: 根据(gēnjù)题意，l1 = 0，l2 =1，s1 = s2 =1/2电子总角动量量子数： j1 =1/2 , j2 =1/2 、3/2 由 j1 =1/2 和 j2 =3/2 得 j = 1 、2 原子总角动量量子数：由 j1 =1/2、 j2 =1/2 得 j = 0 、1 第8页/共11页第九页，共12页10于是(yúshì)得到四个原子态： ( j1 , j2 )j ： 如果(rúguǒ)是LS耦合，根据l1 = 0，l2 =1，s1 = s2 =1/2。

得 s = 0 、1 和 l = 1 当s = 0时：对于l = 1，得到 j = 1，单一态 原子态对于l = 1，得到j = 0、1、2，三重态 当s = 1时：第9页/共11页第十页，共12页11四、选择定则(selection rule )s = 0 ;l =  1 ; j = 0 ,  1 (0 0的跃迁(yuèqiān)除外) LS耦合 ji = 0 ,  1 (i表示跃迁(yuèqiān)的电子) ; j = 0 ,  1 (0 0的跃迁(yuèqiān)除外) j j 耦合 实验中观察到的发射 (fāshè)谱和吸收谱，一般都遵从上面的选择定则 第10页/共11页第十一页，共12页内容(nèiróng)总结会计学如，氦原子第一激发态电子组态是 1s2s，与基态1s1s的能量相差很大，有，这是由于一个电子激发到2s,2p, 3s或3p等，氦的电子组态为1s2s,1s2p,第1页/共11页两个价电子都有轨道运动和自旋，这四种运动都会第2页/共11页第3页/共11页或两套能级结构，相应地形成(xíngchéng)两套光谱。

上面的选择定则第10页/共11页第十二页，共12页。