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电子自旋 四个量子数
电子自旋 四个量子数
主要内容：
1. 斯特恩—革拉赫实验
2. 电子自旋
3. 四个量子数
中国国家管弦乐团在联合国总部的演出
自由度振动系统
耦合振子
两振子的运动微分方程为
(O1 、 O1 )
为平衡位置
m1
k1
m2
k2
k
O1
O2
x1
x2
x
设其特解为
（1）
（2）
由(1)、(2)两式决定的特解表示两摆以相同的频率 作简谐振动的情况，振幅分别为A1、A2.
将特解代入微分方程，可求出振幅比和频率
振幅有非零解的条件为
简正频率：
由上式可求得ω2 的两个根ω21 、ω22 ，分别称为第一和第二简正频率.
为了简化问题，设 则有
球坐标的定态薛定谔方程
势能函数
定态薛定谔方程
1. 能量量子化
能量
n = 1 ，2 ，3 ，···（主量子数）
电子云
电子在这些地方出现的概率最大.
电子云密度 概率密度|Ψ|2
，···
玻尔氢原子理论中，电子的轨道位置…
结论:
2. 角动量量子化
l = 0 ，1 ，2 ， … , n-1 [角量子数(副量子数) ]
3. 角动量空间量子化
电子绕核转动的角动量 L 的大小
角动量 L 的在外磁场方向Z 的投影
ml = 0 , ±1 , ±2 , … , ±l （磁量子数）
讨论: l = 0, L = 0
讨论: 如何观察
z
例
求 l = 2 电子角动量的大小及空间取向 ？
磁量子数 ml = 0 , ±1 , ±2
L 在 Z 方向的投影
z
L 的大小
z
若: l =1,则
解
(1) 实验现象
v0
v0 +△v
v0 -△v
光源处于磁场中时，一条谱线会分裂成若干条谱线
光源
e
在z 轴（外磁场方向）投影
（玻尔磁子）
摄谱仪
（磁矩）
磁矩和角动量的关系
(2) 解释
N
S
塞曼效应
磁场作用下的原子附加能量
z
← 能 级 简 并
e
（磁矩）
z
由于磁场作用, 原子附加能量为
其中 ml = 0, ±1, ± 2, ···, ± l
能级分裂
l = 1
l = 0
ml
1
0
-1
△E
0
v0
v0
v0+△v
v0-△v
无磁场
有磁场
0 0
50年30个诺奖
日本政府在2001年的第二个科学技术基本计划中提出，要在50年内拿30个诺贝尔奖。
在提出这一目标之前，在诺贝尔奖的百年历史中，日本仅有9位得主。但在这一目标提出的14年后，日本一共产生了13位诺贝尔奖得主。2001年，野依良治获得诺贝尔化学奖。一年之后，小柴昌俊和田中耕一分别获得了诺贝尔物理学奖和化学奖。2008年，南部阳一郎(美籍日裔)、小林诚、益川敏英被授予诺贝尔物理学奖；下村修则荣获化学奖。2010年，根岸英一和铃木章赢得化学奖。2012年，京都大学教授山中伸弥因在诱导多功能干细胞(iPS)领域的研究成果获得了诺贝尔生理学与医学奖。2014年诺贝尔物理学奖将颁给日本科学家赤崎勇、天野浩以及美籍日裔科学家中村修二,理由是他们发明了节能环保的“高亮度蓝色发光二极管”。
截至今年，日本共有22人获得诺贝尔奖，其中共有10人获得物理学奖，显示了日本在物理学领域的强大实力。同时，日本在自然科学领域的诺贝尔奖获奖人数至此已达到19人，超过瑞典，排在美国、英国、德国、法国之后的第5位。

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