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1、第1页/共105页第六章自旋和角动量光谱线在磁场中的分裂，精细结构揭示一个新的自由度：自旋角动量的叠加，无耦合表象和耦合表象自旋单态和三重态第2页/共105页6.1 电子自旋Stern-Gerlach实验第3页/共105页Stern-Gerlach实验第4页/共105页6.1 电子自旋Uhlenbeck Goudsmit 理论第5页/共105页6.1 电子自旋第6页/共105页6.1 电子自旋自旋是个内禀的物理量无经典对应量满足角动量对易关系第7页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数电子自旋算符的矩阵表示，泡利矩阵第8页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第9页/共105页6.
2、2 电子的自旋算符和自旋函数第10页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第11页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第12页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第13页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第14页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第15页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第16页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数自旋算符的本征函数：取Sz表象，本征函数为第17页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第18页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第19页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第20页/
3、共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数第21页/共105页6.2 电子的自旋算符和自旋函数思考题：Sx表象和Sy表象的结果如何？第22页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程经典哈密顿量第23页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程第24页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程第25页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程薛定谔方程：第26页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程第27页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程讨论：规范条件(库仑规范)第28页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程守恒流第29
4、页/共105页第30页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程第31页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程规范变换第32页/共105页第33页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程Pauli方程第34页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程第35页/共105页6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程第36页/共105页6.4 Landau 能级目的：研究带电粒子在均匀恒定磁场中的运动，解Schrodinger方程求能级和波函数第37页/共105页6.4 Landau 能级第38页/共105页6.4 Landau 能级第39页/共105页6.5 两个
5、角动量的耦合角动量升降算符第40页/共105页6.5 两个角动量的耦合第41页/共105页6.5 两个角动量的耦合第42页/共105页6.5 两个角动量的耦合第43页/共105页6.5 两个角动量的耦合第44页/共105页6.5 两个角动量的耦合第45页/共105页6.5 两个角动量的耦合第46页/共105页6.5 两个角动量的耦合第47页/共105页6.5 两个角动量的耦合第48页/共105页6.5 两个角动量的耦合无耦合表象：第49页/共105页6.5 两个角动量的耦合第50页/共105页6.5 两个角动量的耦合耦合表象：第51页/共105页6.5 两个角动量的耦合第52页/共105页6.
6、5 两个角动量的耦合第53页/共105页6.5 两个角动量的耦合第54页/共105页6.5 两个角动量的耦合第55页/共105页6.5 两个角动量的耦合第56页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第57页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第58页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第59页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第60页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第61页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数例：L,S耦合,取 共同表象，本征函数为第62页/共105页6.6 Clebsch-Go
7、rdon系数第63页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第64页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第65页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第66页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第67页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第68页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第69页/共105页6.6 Clebsch-Gordon系数第70页/共105页6.7 光谱线精细结构目的：研究L,S耦合，解释碱金属双线结构若不考虑L,S耦合第71页/共105页6.7 光谱线精细结构无耦合表象耦合表象(是常数
8、)第72页/共105页6.7 光谱线精细结构第73页/共105页6.7 光谱线精细结构L,S耦合第74页/共105页6.7 光谱线精细结构ml,ms 不是好量子数好量子数是(n,l,j,m)第75页/共105页6.7 光谱线精细结构第76页/共105页6.7 光谱线精细结构第77页/共105页6.7 光谱线精细结构第78页/共105页6.7 光谱线精细结构第79页/共105页钠原子2P项的精细结构第80页/共105页6.7 光谱线精细结构第81页/共105页6.8 Zeeman效应正常Zeeman效应(不考虑L,S耦合)第82页/共105页6.8 Zeeman效应第83页/共105页6.8 Z
9、eeman效应第84页/共105页6.8 Zeeman效应第85页/共105页6.8 Zeeman效应第86页/共105页强磁场中S项和P项的分裂第87页/共105页6.8 Zeeman效应第88页/共105页6.8 Zeeman效应反常Zeeman效应(考虑L,S耦合)第89页/共105页6.8 Zeeman效应第90页/共105页6.8 Zeeman效应第91页/共105页第92页/共105页6.9 自旋单态和三重态目的：讨论两个自旋为1/2的粒子，自旋之间的耦合第93页/共105页6.9 自旋单态和三重态第94页/共105页6.9 自旋单态和三重态第95页/共105页6.9 自旋单态和三重态第96页/共105页6.9 自旋单态和三重态第97页/共105页6.9 自旋单态和三重态第98页/共105页6.9 自旋单态和三重态第99页/共105页两个电子自旋组合的四种可能态第100页/共105页本章小结第101页/共105页本章小结第102页/共105页本章小结第103页/共105页第104页/共105页感谢您的观看！第105页/共105页