量子力学（第七章）.pptVIP免费

12第七章自旋与全同粒子第七章自旋与全同粒子§7.1§7.1电子自旋与简单塞曼效应电子自旋与简单塞曼效应§7.2§7.2角动量与光谱的精细结构角动量与光谱的精细结构§7.4§7.4全同粒子全同粒子§7.5§7.5氦原子氦原子RETURNRETURN§7.3§7.3光谱的精细结构光谱的精细结构3§7.1§7.1电子自旋电子自旋一、电子自旋假设一、电子自旋假设二、电子波函数与自旋函数二、电子波函数与自旋函数三、电子的自旋算符和泡利算符三、电子的自旋算符和泡利算符四、简单应用——简单塞曼效应四、简单应用——简单塞曼效应RETURNRETURN4第七章第七章自旋与全同粒子自旋与全同粒子§7.1§7.1电子自旋电子自旋[实验]施特恩-格拉赫（Stern-Gerlach实验）（1921年）[结果]①时屏上一束射线处在屏幕中间②时屏上二束射线对称分布[分析]为什么加上磁场B后一束射线变为两条NS准直屏准直屏原子炉原子炉磁铁一、电子自旋假设一、电子自旋假设51.每个电子具有自旋角动量，它在空间任何方向上的投影只能取两个值2zS2.每个电子具有自旋磁矩,满足乌伦贝克乌伦贝克（（G.E.UhlenbeckG.E.Uhlenbeck）、）、哥德斯密哥德斯密脱脱（（S.GoudsmitS.Goudsmit））假设：（假设：（19251925年）年）seMSmseMSmc�或6Be2eMmBe2eMmc玻尔磁子②施特恩-格拉赫实验解释BBcoszzzzBMBUzMBzzMzF电子自旋是一新的力学量。该力学量与时空坐标无关，是表征电子内部状态的物理量，是电子本身的固有属性。可以证明它是一种相对论效应。Be2szeMMm(SI制)Be2szeMMmc(CGS制)注①的取值：在空间任意方向的投影只能取sMsMRETURNRETURN7二、电子波函数与自旋函数二、电子波函数与自旋函数1.电子波函数电子状态(,,,)xyztS所以，电子波函数12,(,)2,),(,)2rtrtrstrtrt,（,,记12(,)(,)rtrt—旋量波函数时空状态自旋状态8自旋为的电子波函数2zS112(,)0rtΨ1220(,)rt—自旋向上（）的电子在t时刻r处的概率密度221(,)rt22(,)rt—自旋向上（）的电子在t时刻r处的概率密度2归一化条件:同时对自旋求和对空间积分22†121(,)d(,)ddrtrt92.自旋波函数若哈密顿量不含自旋量或可表成时空部分与自旋部分之和则电子波函...