|
|
19 shì jì mò 20 shì jì chū， rén lèi kāi shǐ zǒu jìn wēi guān shì jiè， wù lǐ xué jiā tí chū liǎo xǔ duō guān yú yuán zǐ jī gòu de mó xíng， zhè lǐ jiù bāo kuò lú sè fú de hé shì mó xíng。 hé shì mó xíng néng hěn hǎo dì jiě shì shí yàn xiàn xiàng， yīn 'ér dé dào xǔ duō rén de zhī chí ; dàn shì gāi mó xíng yǔ jīng diǎn de diàn cí lǐ lùn yòu zhe shēn kè de máo dùn。
máo dùn
àn jīng diǎn diàn cí lǐ lùn (19 shì jì mò yǐ qián jiàn lì de wù lǐ xué tōng cháng jiào zuò jīng diǎn wù lǐ xué )， diàn zǐ rào hé zhuàndòng jù yòu jiā sù dù， jiā sù yùn dòng zhe de diànhè ( diàn zǐ ) yào xiàng zhōu wéi kōng jiān fú shè diàn cí bō， diàn cí bō pín shuài děng yú diàn zǐ rào hé xuánzhuàn de pín shuài， suí zhe bù duàn dì xiàng wài fú shè néng liàng， yuán zǐ xì tǒng de néng liàng zhú jiàn jiǎn shǎo， diàn zǐ yùn dòng de guǐ dào bàn jìng yě yuè lái yuè xiǎo， rào hé xuánzhuàn de pín shuài lián xù zēng dà， diàn zǐ fú shè de diàn cí bō pín shuài yě zài lián xù dì biàn huà， yīn 'ér suǒ chéng xiàn de guāng pǔ yìng wéi lián xù guāng pǔ。
yóu yú diàn zǐ rào hé yùn dòng shí bù duàn xiàng wài fú shè diàn cí bō， diàn zǐ néng liàng bù duàn jiǎn shǎo， diàn zǐ jiāng yán luó xuán xíng guǐ jì zhú jiàn jiē jìn yuán zǐ hé， zuì hòu luò yú hé shàng， zhè yàng， yuán zǐ yīngshì yī gè bù wěn dìng xì tǒng。
shí yàn shì shí：
yuán zǐ jù yòu gāo dù de wěn dìng xìng， jí shǐ shòu dào wài jiè gān rǎo， yě hěn bù yì gǎi biàn yuán zǐ de shǔ xìng； qiě qīng yuán zǐ suǒ fā chū de guāng pǔ wéi xiàn zhuàng guāng pǔ， yǔ jīng diǎn diàn cí lǐ lùn dé chū de jié lùn wán quán bù tóng。 |
yuán zǐ hé de néng jí - zhèng wén |
yuán zǐ hé suǒ chù de gè zhǒng néng liàng zhuàng tài。 tā men zhí jiē fǎn yìng hé zǐ jiān de xiāng hù zuò yòng yǐ jí yuán zǐ hé duō tǐ xì tǒng de yùn dòng guī lǜ。 mù qián duì yú hé néng jí de xìng zhì yǐ yòu liǎo yī dìng de lǐ jiě， tè bié shì duì dī jī fā néng jí de xìng zhì yǐ yòu liǎo jiào hǎo de lǐ jiě。
néng jí de biāo dìng yuán zǐ hé néng jí de xìng zhì jué dìng yú hé zǐ jiān de xiāng hù zuò yòng， hòu zhě zhù yào bāo kuò qiáng xiāng hù zuò yòng（ jí hé lì） jí diàn cí xiāng hù zuò yòng。 zài yī gè duō tǐ xì tǒng zhōng， lì zǐ jiān de xiāng hù zuò yòng suǒ jù yòu de bù biàn xìng néng wéi zhè gè duō tǐ xì tǒng tí gōng liǎo hǎo de liàng zǐ shù。 yóu yú hé lì hé diàn cí lì dū jù yòu zhuàndòng bù biàn xìng jí kōng jiān fǎn shè bù biàn xìng， suǒ yǐ jiǎo dòng liàng I hé yǔ chēng π dōushì yuán zǐ hé de hǎo liàng zǐ shù（ jí shǒu héng liàng liàng zǐ shù） , tā men shì chú néng liàng yǐ wài biāo dìng néng jí de zuì jī běn de liàng zǐ shù。 cǐ wài， hé lì hái jiào hǎo dì mǎn zú tóng wèi xuán kōng jiān zhuàndòng bù biàn xìng， dàn diàn cí lì bù jù yòu zhè zhǒng bù biàn xìng。 suǒ yǐ zài hòu zhě suǒ qǐ de zuò yòng bù dà de qíng kuàng xià , lì rú zài qīng hé zhōng， tóng wèi xuán T réng shì yī gè jìn sì de hǎo liàng zǐ shù ( jiàn yuán zǐ hé )， yòng tā lái biāo dìng néng jí shì yòu yì yì de。
ǒu 'ǒu hé néng jí ǒu 'ǒu hé zài néng jí fāng miàn yòu yī xiē tè bié jiǎn dān de guī lǜ， lì rú suǒ yòu 'ǒu 'ǒu hé de jī tài zì xuán yǔ chēng I dōushì 0， chú liǎo jǐ gè shuāng mǎn ké hé He、 O、 Ca、 Zr、 Pb yǐ wài , suǒ yòu 'ǒu 'ǒu hé de dì yī jī fā tài zì xuán yǔ chēng dōushì 2。 zhè gè jiǎn dān guī lǜ xiǎn rán yǔ yuán zǐ hé nèi bù jié gòu jí hé zǐ jiān xiāng hù zuò yòng yòu guān。
néng jí kuān dù chú liǎo wěn dìng hé de jī tài wài， suǒ yòu yuán zǐ hé de néng jí dū jù yòu yī dìng de kuān dù níng。 zhè shì yīn wéi tā men kě yǐ tōng guò qiáng xiāng hù zuò yòng fā shè hé zǐ、 hé zǐ jí tuán huò qí tā qiáng zǐ； tōng guò diàn cí zuò yòng fā shè γ guāng zǐ； huò tōng guò ruò xiāng hù zuò yòng fā shè diàn zǐ hé zhōng wēi zǐ bìng shuāi biàn dào jiào dī de tài huò lín jìn de hé de jī fā tài huò jī tài shàng。 yóu yú néng jí shòu mìng τ yǔ kuān dù níng yòu cè bù zhǔn guān xì de xiàn zhì： níng τ ≥ liàn， suǒ yǐ yī qiē bù wěn dìng de néng jí dū jù yòu yī dìng de kuān dù níng。 níng de biàn huà fàn wéi hěn dà， cóng jǐ zhào diàn zǐ fú dào yuǎn xiǎo yú yī gè diàn zǐ fú。 yī bān néng liàng yuè gāo， néng jí yuè mì， kuān dù yuè dà， yǐ zhì hù xiāng chóngdié， néng jí jiù jìn rù lián xù qū。
néng jí de jī fā xìng zhì cóng yuán zǐ hé de shuāi biàn、 fǎn yìng xìng zhì hé hé jié gòu lǐ lùn kě pàn dìng mǒu yī néng jí de jī fā xìng zhì。 diǎn xíng de jī fā yòu liǎng lèi： yī lèi shì dān lì zǐ jī fā（ huò dān kōng xué jī fā）， lì rú zài mǒu xiē qí A hé zhōng , qí hé zǐ cóng yī gè dān lì zǐ tài yuè qiān dào lìng yī gè dān lì zǐ tài。 lìng yī lèi shì jí tǐ xìng zhì de jī fā， tā shì yóu xǔ duō dān hé zǐ jī fā de xiāng gān dié jiā 'ér chéng de jī fā。
néng jí de gè zhǒng jī fā fāng shì zhí jiē fǎn yìng liǎo yuán zǐ hé jié gòu de tè xìng。 lǐ lùn shàng de fēn xī kě jiàn hé ké céng mó xíng hé zōng hé mó xíng。
dāng jī fā néng zēng jiā , néng jí de xìng zhì jiù yuè lái yuè fù zá , néng jí yě yuè lái yuè mì。 zhè shí yī gè yòu yì yì de wù lǐ liàng shì néng jí mì dù ρ(E， I)， tā de wù lǐ yì yì shì zài jī fā néng E fù jìn dān wèi néng liàng fàn wéi nèi jù yòu yī dìng I zhí de néng jí shù。 shí yàn shàng dī néng zhōng zǐ (E ＜ 100keV) de gòng zhèn fǎn yìng néng tí gōng jiào jīng què de néng jí mì dù de shù jù。 duì yú A dì 60 de yuán zǐ hé lì yòng (p,p)、 (p,α) děng fǎn yìng néng huò dé yī xiē yòu guān néng jí mì dù de zhī shí。 cǐ wài， lì yòng zhōng zǐ zhēng fā pǔ， shè fǎ pái chú zhí jiē hé fǎn yìng suǒ chǎn shēng de zhōng zǐ , yě néng huò dé ρ(E， I) de zhī shí。 lǐ lùn shàng yóu yú zài jī fā néng jiào gāo shí dān lì zǐ zì yóu dù zhàn yōu shì， yīn cǐ kě yǐ lì yòng fèi mì qì tǐ mó xíng jìn sì dǎo chū néng jí mì dù
，
shì zhōng， g0 shì zài fèi mì miàn shàng de dān lì zǐ néng jí mì dù， E ＝ E-u， shì děng xiào jī fā néng , zhè gè gōng shì zhǐ néng yòng yú néng jí jiào mì de qū yù。
yuán zǐ hé néng jí jí qí fēn bù shì gè jí wéi fù zá de wèn tí， tā shè jí dào hé duō tǐ xì tǒng nèi bù de yùn dòng guī lǜ jí xīn de zì yóu dù de chū xiàn。 suí zhe néng liàng de shēng gāo， bù tóng lèi xíng de zì yóu dù xiāng jì bèi jī fā， lián xù pǔ tóng fēn lì pǔ hái kě yǐ chóngdié（ rú tóng wèi xuán xiāng sì tài）， cǐ wài， hé zǐ jī fā tài jí qí tā zhòng zǐ yě kě yǐ zài hé nèi chū xiàn， gòu chéng xīn de néng jí 。 mù qián zhè xiē fāng miàn de zhī shí hái shì hěn bù chéng shú de。 |
|
| dān mài wù lǐ xué jiā ní · bō 'ěr yǔ 1913 nián tí chū liǎo zì jǐ de yuán zǐ jié gòu jiǎ shuō， rèn wéi wéi rào yuán zǐ hé yùn dòng de diàn zǐ guǐ dào bàn jìng zhǐ néng qǔ mǒu xiē fēn lì de shù zhí， zhè zhǒng xiàn xiàng jiào guǐ dào de liàng zǐ huà， bù tóng de guǐ dào duì yìng zhe bù tóng de zhuàng tài， zài zhè xiē zhuàng tài zhōng， jìn guǎn diàn zǐ zài zuò gāo sù yùn dòng， dàn bù xiàng wài fú shè néng liàng， yīn 'ér zhè xiē zhuàng tài shì wěn dìng de。 yuán zǐ zài bù tóng de zhuàng tài xià yòu zhe bù tóng de néng liàng， suǒ yǐ yuán zǐ de néng liàng yě shì liàng zǐ huà de。 |
|
| yóu bō 'ěr de lǐ lùn fā zhǎn 'ér lái de xiàn dài liàng zǐ wù lǐ xué rèn wéi yuán zǐ de kě néng zhuàng tài shì bù lián xù de， yīn cǐ gè zhuàng tài duì yìng néng liàng yě shì bù lián xù de。 zhè xiē néng liàng zhí jiù shì néng jí 。 |
néng jí gāo zhōng zhī shí |
① jī tài
zài zhèng cháng zhuàng tài xià， yuán zǐ chǔyú zuì dī néng jí ， diàn zǐ zài lí hé zuì jìn de guǐ dào shàng yùn dòng de dìng tài chēng wéi jī tài ．
② jī fā tài
yuán zǐ xī shōu néng liàng hòu cóng jī tài yuè qiān dào jiào gāo néng jí ， diàn zǐ zài jiào yuǎn de guǐ dào shàng yùn dòng de dìng tài chēng wéi jī fā tài．
③ yī qún qīng yuán zǐ chǔyú liàng zǐ shù wéi n de jī fā tài shí， kě néng fú shè chū de guāng pǔ xiàn tiáo shù wéi：
Ｎ＝ n(n-1)/2
fú shè chū de guāng de pín shuài v yóu hν＝ Ｅ chū －Ｅ zhōng jué dìng , qí zhōng h wéi pǔ lǎng kè cháng liàng． |
huà xué shàng de néng jí yuán lǐ yǔ guǎn lǐ xué |
| “ néng jí ” yī cì shì cóng wù lǐ xué zhōng jiè yòng guò lái de gài niàn， yuán yì shì shuō yuán zǐ yóu yuán zǐ hé hé hé wài rào hé yùn zhuǎn de diàn zǐ gòu chéng， diàn zǐ yóu yú jù yòu bù tóng de néng liàng， jiù 'àn zhào gè zì bù tóng de guǐ dào wéi rào yuán zǐ hé yùn zhuǎn， jí néng liàng bù tóng de diàn zǐ chǔyú bù tóng de xiāng yìng děng jí， zhè zhǒng xiàn xiàng zài guǎn lǐ xué shàng tóng yàng cún zài。 néng jí yuán lǐ shì zhǐ zài xiàn dài guǎn lǐ zhōng， jī gòu、 fǎ hé réndōu yòu néng liàng wèn tí， gēn jù néng liàng de dà xiǎo kě yǐ jiàn lì yī dìng de zhì xù， yī dìng de guī fàn huò yī dìng de biāo zhǔn。 |
|
néng jí
Energylevel
zhòng jié gòu， zhè zhǒng jié gòu lèi sì yú yuán zǐ néng pǔ zhōng suǒ yù dào de guó
jié gòu。 tú 3 huà chū liǎo shǎo shù jǐ gè yǐ zhī de jiè zǐ hé zhòng zǐ bái
jí。
mù qián (19(i9 nián ) lì zǐ wù lǐ de rèn wù shì yào jiě shì zhè bì
jí， zhèng xiàng 50 nián qián de wù lǐ xué jiā zhèng míng yuán zǐ de dìng tài shì shí
jiě shì de nà yàng， dàn zhè yī gōng zuò hái yuǎn méi yòu wán chéng。
〔 pà kè (D.Park)
zhòng néng
néng yǐ yuē
néng jí (energylevel)
dà xiǎo wéi fènzǐ jí huò xiǎo yú fènzǐ jí de zì fēng bì wù lǐ xì tǒng
bèi fā xiàn jù yòu nèi chá yùn dòng huò jī fā de zhuàng tài， zài zhè xiē zhuàng tài zhōng
tā men de néng liàng qǔ yī dìng de wěn dìng zhí。 zhè xiē tài de néng liàng jiào zuò néng
jí。
yuán zǐ guāng pǔ dìng tài de cún zài shì zài yán jiū yuán zǐ guāng pǔ shí zuì
xiān qīng chǔ dì kàn chū lái de。 1900 nián lǐ dé bó (J.Rydberg) zhù
yú diàn zǐ hé zhì zǐ de néng liàng . yīn tài dà 'ér bù néng shù fù zài yī qǐ。 duì
yú tā men lái shuō rèn hé néng liàng dōushì yǔn xǔ de . suǒ yǐ zài líng néng jí yǐ
shàng de néng jí jiù xíng chéng yī lián xù qū。 cān yuè“ liàng zǐ lì xué” (quan-
。 ummeehanies) tiáo。
jiǎo dòng liàng
shà qī háo shà
zǐ zuò wéi zhěng tǐ hái néng gòu yǐ gè zhǒng fāng shì zhuàndòng、 shēn cháng hé niǔ dòng， yīn
ér zhè xiē yùn dòng de dìng tài jiù huì chǎn shēng duō zǔ néng jí ， měi zǔ zhōng gè néng
jí zhī jiān de guān xì yóu yǔ nà xiē zhī pèi yuán zǐ yuè qiān xiāng sì de xuǎn zé dìng
zé jué dìng。 cān yuè“ fènzǐ jié gòu hé guāng pǔ” (moleeula liǎo strueture
andspeetra) tiáo。
yuán zǐ hé hé lì zǐ wù lǐ xué shí yàn shàng yán jiū yuán zǐ hé néng jí
de kùn nán zài yú lián xù pǔ qǐ shǐ dé pō dī， jí diǎn xíng de néng jí jiàngé
wéi jǐ gè zhào diàn zǐ fú (MeV)( dà yú yuán zǐ néng jí jiàngé de zhào bèi
yǐ shàng )， ér shāo duō jǐ gè MeV jiù huì fēn liè yuán zǐ hé。 lìng wài， chú
liǎo fú shè guāng zǐ zhī wài， chǔyú jī fā tài de yuán zǐ hé hái huì yǐ jǐ zhǒng
fāng shì shī qù néng liàng : tā kě yǐ shī diào yī gè diàn zǐ、 yī gè zhèng diàn zǐ，
huò gèng xī yòu dì shī diào yī gè huò liǎng gè zhì zǐ huò zhōng zǐ、 yī gè nǎi hé、
huò yī gè a lì zǐ。 chú liǎo fā shè guāng zǐ zhī wài， rèn hé qí tā fā shè dū
huì gǎi biàn yuán zǐ hé běn shēn， yīn 'ér yǔ zhè xiē guò chéng de dòng lì xué xiāng lián
xì de xīn de xuǎn zé dìng cè jiù yào qǐ zuò yòng liǎo。
jiǎo dòng liàng
︵ huá dǒu shèn ︶ shān tí
bā shū dǒu qīng ﹀ jiào sōu
jī tài
yī --l--l yuē
tú 1 qīng yuán zǐ de néng jí · àn zhào diàn zǐ de guǐ dào jiǎo dòng liàng ( yǐ rén wéi dān
wèi biǎo shì ) lái fēn lèi， héng duǎn xiàn biǎo shì shù fù tài néng jí . yīn yǐng zé biǎo shì
xiāng yìng yú zhèng néng liàng de lián xù pǔ， yǔn xǔ de fú shè yuè qiān xiāng yìng yú diàn zǐ de
jiǎo dòng liàng gǎi biàn liǎo yī gè dān wèi
wèile zuò duì bǐ， tú 2 huà chū liǎo yàn de néng jí 。 yàn shì yī gè zhè
yàng de yuán zǐ， qí zhōng yòu yī gè diàn zǐ ( hái yòu duō diàn zǐ de yún ) zuò chū
suǒ yòu fú shè。 tā hé qīng yuán zǐ pǔ bù tóng zhī chù， kě yòng pào lì
(Pauli) bù xiāng róng yuán lǐ yǐ jí yóu yú zhōng xīn diàn zǐ yún de wēi rǎo yǐng
xiǎng lái jiě shì。
kě yǐ yù liào， fènzǐ de néng jí zài jié gòu shàng yuǎn bǐ yuán zǐ néng jí
fù zá， yīn wéi chú liǎo xiàng zài yuán zǐ zhōng de nà xiē diàn zǐ yuè qiān yǐ wài， fēn
┌ ──────────────────────
│ 111!│
│ 111，│
├────────────────────── ┤ |
|
- n.: energy level, level
|
|
| dìng yì | wù lǐ xué | fēn xī xué | yuán zǐ wù lǐ | fú shè | jī fā | |
|