原子能级

原子能级

原子系统能量量子化的形象化表示
原子系统能量量子化的形象化表示。按照量子力学理论,可计算出原子系统的能量是量子化的,能量取一系列分立值;能量值取决于一定的量子数,因此能级用一定的量子数标记。能级取决于原子的电子组态,此外还取决于原子内相互作用的耦合类型,在LS耦合情形下,总轨道角动量、总自旋和总角动量的量子数L、S、J都是好量子数,能级标记为一定的符号。在磁场中原子磁矩与磁场的相互作用导致能级分裂,还须用相应的磁量子数分别予以标记。
    中文名:原子能级 外文名: 适用领域: 所属学科:物理

基本内容

原子能级(atomic energy levels)

能级取决于原子的电子组态,此外还取决于原子内相互作用的耦合类型,在LS耦合情形下,总轨道角动量、总自旋和总角动量的量子数L、S、J都是好量子数,能级标记为一定的符号。

例如:氦原子某能级符号表示为1s2p3P2,其中左边部分1s2p为电子组态,大写拉丁字母分别对应于L=0、1、2、3、…的拉丁字母S、P、D、F、…,左上角的数值为2S+1,表示多重态的重数,右下角的数值是J值。在磁场中原子磁矩与磁场的相互作用导致能级分裂,还须用相应的磁量子数分别予以标记。

证实原子能级的实验方法

在历史上最早用实验证实原子能级的是1914年由弗兰克和赫兹实现的,在玻璃容器中充以要测量的气体(最初测的是汞汽),电子由热阴极K发出,相对于K,栅极G与接收极A都处于正电位,在G与A间加有0.5伏的反电压,电子在KG空间将受到电场的加速,其中一些电子与气体原子相碰,那些进入GA空间时具有较大能量的电子,将能克服反电场作用而到达A,那些在相碰撞失去可观能量的电子,则不能到达A,实验中KG间加速电压是可调的,到达A的电子数用板极电流显示。

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