《原子物理学第二章》课件

《原子物理学第二章》PPT课件目录•原子结构•原子光谱•原子核物理•量子力学基础•原子物理的应用01原子结构原子核与电子原子核原子核位于原子的中心，由质子和中子组成，具有强相互作用力电子电子围绕原子核运动，具有负电荷，数量与质子数相等，以波函数描述其在原子中的分布状态原子能级能级原子能级是指原子内部电子在不同状态的能量水平，由主量子数、角量子数和磁量子数决定跃迁当原子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或释放能量，表现为光谱线的产生或消失电子排布电子壳层根据能量高低，电子被排列在不同的壳层中，从内到外依次为K、L、M、N等泡利原理在任何一个原子中，不可能存在四个量子数完全相同的电子，即泡利原理02原子光谱发射光谱与吸收光谱发射光谱物质通过加热、放电、激光等方式激发，从低能级向高能级跃迁时产生的光谱吸收光谱物质吸收特定频率的光后，电子从高能级跃迁至低能级时产生的光谱线光谱与连续光谱线光谱由稀有气体、金属蒸气等产生的明线光谱，表明原子只吸收或发射某些特定频率的光连续光谱高温气体产生的连续分布的光谱，表明原子可以吸收或发射各种频率的光光谱分析定性分析定量分析通过比较已知元素的光谱特征，确定根据光谱线的强度，确定样品中元素样品中存在的元素种类的含量光谱精细结构偏振分析同一种元素的不同能级间的跃迁产生研究光波的偏振状态随传播方向和频的光谱线具有不同的频率和宽度，可率的变化规律，有助于了解物质内部用于研究原子能级结构结构03原子核物理原子核的结构原子核由质子和中子组成，质子原子核的大小约为10^-15米，原子核的密度极高，约为10^17数决定了元素的种类，中子数决而原子的大小约为10^-10米，千克/立方米，是水的密度的几定了同位素表明原子核是原子的几千分之一千万倍原子核的衰变原子核的衰变是指原子核自发衰变过程中，原子核的质量数衰变的时间取决于衰变的类型射射出某种粒子（如α粒子、β和电荷数都发生变化，但总质和原子核的种类，通常在几秒粒子等）而变成另一种原子核量数和总电荷数保持不变到几千年之间的过程原子核的裂变与聚变01020304原子核的裂变是指一个重原子裂变过程中，质量数和电荷数原子核的聚变是指两个轻原子聚变过程中，质量数和电荷数核分裂成两个中等质量的原子都发生变化，但总质量数和总核结合成一个重原子核，同时都发生变化，但总质量数和总核，同时释放出大量的能量电荷数保持不变释放出大量的能量电荷数保持不变04量子力学基础波粒二象性总结词描述光子或电子等微观粒子具有波动和粒子两种特性详细描述在量子力学中，微观粒子如光子或电子，既具有波动性质，又具有粒子性质这一特性被称为波粒二象性波动性质表现为干涉和衍射现象，而粒子性质则表现为能量和动量不确定性原理总结词描述测量微观粒子时，位置和动量、时间和能量等物理量无法同时精确测量详细描述海森堡提出的不确定性原理是量子力学的基本原理之一它指出，对于微观粒子，我们无法同时精确测量其位置和动量、时间和能量等物理量这是因为测量一个物理量会干扰另一个物理量的测量结果，导致无法同时获得精确值量子态与量子测量总结词详细描述描述量子力学中的状态用态函数表示，在量子力学中，微观粒子的状态由一个态测量过程会导致态函数坍缩函数描述，该态函数是一个复数函数测VS量过程会导致态函数坍缩，即测量后粒子的状态变为测量前状态的某个本征态测量结果通常是该本征态对应的本征值量子态的演化遵循薛定谔方程，而测量则遵循量子测量理论05原子物理的应用原子钟原子钟是利用原子能级跃迁频率稳定的特性，通过一定的物理和化学方法，将01原子能级跃迁的频率稳定下来，并以此作为时间标准，用来计量时间和导航定位原子钟的精度非常高，可以达到纳秒级别，是目前世界上最精确的时间计量工02具之一原子钟在卫星定位、航天器导航、通信等领域有广泛应用，对现代科技的发展03起到了重要的推动作用激光技术激光技术是利用光子相干性原理，通过一定的物理和化学方法，将光子能量集中成束，形成高强度、高方向性的激光束激光技术在工业、医疗、军事等领域有广泛应用，如激光切割、激光焊接、激光治疗、激光雷达等激光技术具有高精度、高效率、高可靠性的优点，是现代科技发展的重要方向之一核磁共振核磁共振是利用原子核自旋磁矩的特性，通过一定的物理和化学方法，将原子核自旋磁矩的能量集中成束，形成高强度、高方向性的磁场核磁共振技术在医学领域有广泛应用，如核磁共振成像技术可以无创地检测人体内部结构，为医学诊断提供重要依据核磁共振技术具有高分辨率、高灵敏度、非侵入性的优点，是现代医学诊断的重要手段之一感谢您的观看THANKS。