海森堡的魔法与矩阵力学的创立
为了解释氢原子光谱,玻尔提出了半经典的旧量子论。其要点如下。(1)作用量量子化导致定态普朗克能量量子化的本质是作用量量子化。对于谐振子,其频率是个常数,这两者是一回事。但是作用量量子化适用于普遍的情况,有对于电子绕原子核的运动来说,满足作用量为整数n??的轨道才是稳定的,记为定态n。其实(9)式右方...
众里寻一:从复杂性中探索普适规律
因此,氢原子只在特定波长处吸收光,并在光谱中产生相应的暗线。类似地,当氢原子中的电子从较高能级向较低能级移动时,它们会发射能量与两个能级之间的能量差相对应的光子。这导致在特定波长处形成明亮的发射线。光谱线中观察到的规律模式是由于原子能级的量子化。能级遵循一种规律模式,因此由这些能级之间的跃迁形成的...
粒子与波 ∣第51 届国际物理奥赛理论第二题
图1(a)花青Cy5分子的化学结构(为简单起见,未显示氢原子,R表示一些基团);(b)Cy5分子的碳骨架(主链),平均原子间距为l;(c)电子沿主链(细线)的势能及其通过方程1给出的阶跃函数的近似值(粗线)为简单起见,我们将通过式(1)中给出的简单函数对该势能做近似,参见图1(c)中的粗线,其宽度L=10.5l,这里l=1...
科普|自旋的故事:从自旋起源到自旋手性
它的特点是交换相互作用强、在常温下饱和磁化强度高、居里温度高;另一类则是稀土过渡族元素,例如钕、钐、铽等,它的磁性来源于电子壳层内部的电子自旋,它的特点是磁晶各向异性很强,但是居里温度很低。如果把这两类元素结合起来,就像农业中的杂交品种,可以培育出人们所期望的同时具有高磁化强度、高居里温度和高...
两派最聪明头脑的激烈竞争,让化学键理论兼容并蓄
从价键理论的视角来看,共享电子对首先被完全定域在相邻原子之间,然后通过多个正则结构的共振体现电子的离域特征。这承袭了有机化学家对分子结构的一般认识。而分子轨道理论完全抛弃了电子定域的假设,让所有电子都在分子轨道中充分离域。利用一系列分子轨道为分子整体建立能级,可以很好地对应分子在光谱实验中的行为。虽然...
陶哲轩:从复杂系统中,抓住奇妙的普适性
例如,在本科的物理课程中,我们能给出氢原子光谱线的数学推导,这是因为氢原子中只有一个电子绕核运动;但是,即便使用最先进的计算机,我们也无法完成对钠原子光谱线的数学推导,钠原子有十一个电子,这些电子之间以及它们与原子核之间都存在相互作用(www.e993.com)2024年9月19日。三体问题是指根据牛顿的万有引力定律预测三个物体的运动,据说这是唯一...
2024年南京邮电大学硕士研究生考试大纲
(3)氢原子的一级斯塔克效应(4)变分法6.电子的自旋和全同粒子(1)电子自旋(2)电子的自旋算符和自旋函数(3)简单塞曼效应(4)两个角动量的耦合(5)光谱的精细结构(6)全同粒子的特性(7)全同粒子体系的波函数泡利原理(8)两个电子的自旋函数参考教材周世勋原著,陈灏修订,《量子力学教程》,...
2023 年诺贝尔物理学奖—阿秒光脉冲
在相应时间单位内可以传播多长距离:1秒内光传播30万千米,可以环绕地球约7.5次,在1ps时间内,只能传播0.3mm的距离;在1fs时间内,则只能传播0.3μm,这个距离甚至不到一根头发丝的百分之一;而在1as时间内,光只能传播0.3nm,也就是3个紧紧排在一起氢原子的长度(或者说,1as的时间还不够光绕氢原子的“赤道”...
从氢原子到氢分子《张朝阳的物理课》探究双原子分子光谱问题
(推导氢分子的振动转动能级)氢分子的振动转动光谱:疏中有密,带状分布“就像氢原子一样,一旦求出了氢分子原子核的振动与转动能级,就可以得出其对应的光谱。”张朝阳引导网友思考,“这里需要引入能级跃迁的选择定则。”也就是说,原子核跃迁前后的主量子数变化为±1,角量子数的变化也为±1。为了方便讨论,张朝阳还...
为什么我们直到本世纪才能观察到反氢原子光谱?
同时,原子光谱是由原子中的电子或正电子(反电子)在能级之间跃迁产生的。但只要你把反质子和正电子放一起制造出反氢原子,你就得到了一个电中性的原子,它会迅速落到容器底部,并湮灭,蚂蚁轻轻跺脚的力量就足以将其毁灭(单个反物质原子不会让人失眠)。