第四章堿金屬原子§4.1§4.1堿金屬原子：Li,Na,Rb,Cs,(Z=)3,11,19,37,55,原子：原子核+一個電子 K：基態電子排布:

1s21s22s22p63s11s22s22p63s23p6s

?=2 ?=3

5 3厘米-

格3 3系2Li

5432012301234記： hSPDFHLi原子的四個譜線系（能級由量子數和?決定np→2s(n≥2)ns→2p(n≥3)nf→3d(n≥4)

T(n) Rn

RR

R(n:為量子數修正值或量子數虧損:為量子數修正值或量子數虧損鋰：s=0.4p=0.05d=0.001f鈉：s=1.35p=0.86d=0.001f 主線系 pT2s n=2,3, (2 (n

s

(2

(n

n

(2 (n

nn (3 (n 例題：求鋰原子主線系第二條譜線p p(2S (np1 (2 (3 (20.4)2(3s

?=2 ?=3 3Na原子能級主線系 pT3s n=3,p

(3

(n

s

(3

(n

n

d

(3

(n

n

n (3 (n s

?=2 ?=3 主線系 pT4s n=p

(4

(n

s

(4

(n

n

d

(4

(n

n

n (4 (n §42偶極子的而引起能量降低。非貫穿軌 平均而言：Z*> TZ

R (n)2Z*T§4 實驗事光譜線的任 都是能 （3)l以Li 4.4電子自旋與軌道運動的相互作用“還年輕，有些荒唐沒關系”（導師埃倫菲斯特2s1 s m

s(s1)3Pe 3Pj

PjPlj(jPls(sj(jPls(s+s,+s,+s-1,....-l0,j12l0,jl1l PjlP2P2

P2

2PP

j(j1)l(l1)s(s l(l1)s(s練習：求另外兩個夾coscos

j(j1)s(s1)l(l j(j1)s(s l(l1)j(j j(j1)s(s l(l1)j(j em me e2m e2m

P）附加能量EBeP e Psem屬發生的原因。在電子為靜止的坐標系上，原子實（Z*e）繞電子 l,sn3l(l )(lRhc2Z1j(j1)l(l1)s(s22

En

(nl

El

a[j(j1)l(l1)s(sl2aan3l(l )(lR2Z12

j2j 1

11jl2

a2vlvlla(l12

Tjl2

al2

j2j 1j 1

ElEl

Rhc2Z2n3(l1)(l2Rhc2Z2n3l(l12 間隔:E

Rhc2Zn3l(l

ln小寫符號:2p電子，3s1s22s22p63s1j n2s1jn表L價電子的軌道角動量，用大寫,,,F,G...表 j為重數。對堿原子 2例1：3例1：3P3/32P1/

n,n,32

1/

n3,0j練習：電子態為5f，寫出相應的原子作業：143頁4,6,7LiLi原子能級圖（考慮精細結構§§45單電子輻射躍遷選擇定則發生:發生:l1j0,1

l1,j0,n n 21/ 1/n 2 nn 23/ 1/（第一輔線系

Li原子被激發到Li原子被激發到12§§4.E0E0RhcZn2

Z*ZEr Z2 214n312Rhc2(Zn3l(l )(l1j(j1)l(l1)s(s22EEE0ErElsEjl2 3l Ejl12n22n334nl1l1ll 2112j222EEE0Er213j4n12TTRR21j34n2n l j 2

1/n l j 2

1/ l j,

n l j 2

1/ l j,

3l j,2

32D3/ 32D5/萊曼線系：能級根據選擇定 l1,j0,有n2P 12S有1, 2

n該譜線精細結構的間 Tj1/2Tj3/2問題：萊曼線系第一條譜線精細結構的波長差是多少R2

R(11 2

巴爾末線系：能級n3,l0,1,32S323232D332D522222n2,l22S2222222課堂練

32D53與32P12 2 H TD

R211 R2 3

T3/2T