原子物理学
原子物理学
少于1000 人选课
更新日期:2024/09/21
开课平台学银在线
开课高校兰州大学
开课教师陈熙萌杨冬燕
学科专业理学物理学类
开课时间2024/02/24 - 2024/06/30
课程周期19 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

3原子物理学要介绍以下几个方面的内容:(1)原子结构的卢瑟福核式模型,包括原子由什么组成、位形如何;(2)原子的量子态,包括量子化的概念、氢原子光谱、玻尔理论;(3)量子力学基本概念以及对氢原子的描述;(4)电子自旋、自旋与轨道耦合作用以及碱金属原子光谱的精细结构;(5)多电子原子的壳层结构、电子之间的耦合以及对元素周期性的解释;(6)磁场对原子的能级和光谱的影响;(7)X射线的发射谱特征、产生机制,康普顿效应和X射线的吸收。同时,介绍原子物理学在现代科学技术上的重要应用。


课程大纲

绪论

  • 1.1 原子物理学课程介绍
  • 1.2 原子论的形成与发展

原子的位形:卢瑟福模型

  • 2.1 电子的发现
  • 2.2 电子的电荷和质量
  • 2.3 卢瑟福模型的提出
  • 2.4 库仑散射公式的推导
  • 2.5 卢瑟福散射公式
  • 2.6 卢瑟福公式的验证
  • 2.7 卢瑟福模型的意义和困难

原子的量子态:玻尔模型

  • 3.1 黑体辐射
  • 3.2 光电效应
  • 3.3 氢原子光谱
  • 3.4 玻尔模型
  • 3.5 氢光谱和类氢光谱的解释
  • 3.6 弗兰克-赫兹实验
  • 3.7 玻尔模型的评价

量子力学导论

  • 4.1 光的波粒二象性
  • 4.2 德布罗意假设
  • 4.3 电子的波动性实验
  • 4.4 不确定关系
  • 4.5 波函数及其统计解释
  • 4.6 薛定谔方程的建立
  • 4.7 概率流和概率守恒定律
  • 4.8 算符和平均值
  • 4.9 一维无限深势阱
  • 4.10 一维有限深势阱
  • 4.11 一维方势垒
  • 4.12 量子力学对氢原子的描述(1)
  • 4.13 量子力学对氢原子的描述(2)
  • 4.14 量子力学对氢原子的描述(3)

碱金属原子:电子自旋

  • 5.1 电子轨道运动产生的电流
  • 5.2 电子轨道运动磁矩
  • 5.3 电子自旋
  • 5.4 自旋-轨道相互作用
  • 5.5 总角动量和原子磁矩
  • 5.6 施特恩-盖拉赫实验
  • 5.7 碱金属原子的光谱与能级(1)
  • 5.8 碱金属原子的光谱与能级(2)
  • 5.9 碱金属原子的光谱与能级(3)
  • 5.10 正常塞曼效应
  • 5.11 反常塞曼效应
  • 5.12 帕邢-巴克效应
  • 5.13 氢原子能谱光谱研究进展

多电子原子:泡利原理

  • 6.1 泡利不相容原理
  • 6.2 原子的壳层结构
  • 6.3 电子的填充次序
  • 6.4 从电子组态到原子态
  • 6.5 原子态的确定与能级大小
  • 6.6 原子基态的确定
  • 6.7 辐射跃迁的选择定则
  • 6.8 氦与碱土原子的能级与光谱

X射线

  • 7.1 X射线的发现和波动性
  • 7.2 X射线的发射谱和产生机制(1)
  • 7.3 X射线的发射谱和产生机制(2)
  • 7.4 俄歇电子和同步辐射
  • 7.5 康普顿效应(1)
  • 7.6 康普顿效应(2)
  • 7.7 X射线的吸收(1)
  • 7.8 X射线的吸收(2)