[研究生入學(xué)考試]第八章量子力學(xué)

1、1,第八章 量子力學(xué)基礎(chǔ),2,§8.1 量子力學(xué)基礎(chǔ)§8.2 勢(shì)箱中粒子的薛定諤方程求解§8.3 一維諧振子§8.4 二體剛性轉(zhuǎn)子§8.5 類(lèi)氫離子及多電子原子的結(jié)構(gòu)§8.6 分子軌道理論簡(jiǎn)介§8.7 分子光譜簡(jiǎn)介,3,物理的書(shū)都充滿(mǎn)了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式?？墒撬枷爰袄砟?，而非公式，才是每一物理理論的開(kāi)端。 ——愛(ài)

2、因斯坦,4,光是什么？,引言,讓光來(lái)吧！? «創(chuàng)世紀(jì)»,自然及其規(guī)則隱藏在黑夜之中；上帝說(shuō)：“ 讓牛頓去吧”于是，一切豁然開(kāi)朗。 ? 蒲柏為牛頓撰寫(xiě)的墓志銘,自古以來(lái)人們一直認(rèn)為光是白色的，光速是無(wú)窮大的。,公元前350年，亞里士多德提出光速是無(wú)窮大的。,5,1666年，牛頓用三棱鏡發(fā)現(xiàn)白光是由多種彩色光組成的。并提出光是由類(lèi)似“ 微?！钡臇|西所組成。,1676年，丹麥天文學(xué)家羅默發(fā)現(xiàn)光的速度為298

3、050 km/秒。（與現(xiàn)在的299792 km/秒 非常接近） 光是白色的，盡管它包含多種顏色；光是以有限速度傳播的；光似乎是由粒子組成的。這些是人們?cè)?8世紀(jì)初得到的共識(shí)，之后200年間幾乎沒(méi)有多大發(fā)展。,1900年德國(guó)物理學(xué)家普朗克發(fā)表量子物理的第一篇文章，發(fā)現(xiàn)：黑體被加熱時(shí)輻射的能量是一份一份的（為一最小能量 h? 的整數(shù)倍）。他將這一份份的東西稱(chēng)為“ 量子”,6,1905年，愛(ài)因斯坦提出“ 光量子”的概念，提出了

4、光的粒子性。并提出了關(guān)于光速的狹義相對(duì)論。,長(zhǎng)期以來(lái)人們認(rèn)為光是一種波，因?yàn)楣饩哂蟹瓷浜驼凵洮F(xiàn)象。,光到底是什么？,1924年德布羅意建立了一個(gè)計(jì)算電子等微粒波長(zhǎng)的公式： E = h? , p = h/? (E ，p 體現(xiàn)了電子的粒性，? ，? 體現(xiàn)了電子的波性),該公式1927年得到了證實(shí)。 德布羅意因成功描述量子波動(dòng)力學(xué)而獲得1929年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。,7,1925年德國(guó)物理學(xué)家海森

5、堡發(fā)展了第一套完整的量子力學(xué)理論。,幾個(gè)月后，奧地利人薛定諤提出了另一種運(yùn)用數(shù)學(xué)更少的方案。之后他很快證明了他的理論等同于海森堡的理論。,他們都遇到了同樣的問(wèn)題：這些波是什么？,德國(guó)物理學(xué)家玻爾提出了一種解釋?zhuān)毫Ｗ拥牟ㄊ菍?duì)粒子表現(xiàn)出來(lái)的某一性質(zhì)的可能性的描述。比如粒子在某一刻出現(xiàn)在某一位置的可能性。,愛(ài)因斯坦在1926年寫(xiě)信給玻爾：“ 我絕不會(huì)相信上帝在擲骰子”,8,海森堡1927年提出測(cè)不準(zhǔn)原理：不可能同時(shí)知道亞原子(電子)的位置或速

6、度。 海森堡1932年因此獲諾貝爾獎(jiǎng)。,1927年，泡利提出：原子中不可能存在兩個(gè)具有相同量子數(shù)的電子。 1945年泡利因此獲諾貝爾獎(jiǎng)。,玻爾提出了一種連接量子物理和其它物理的途徑，這就是著名的哥本哈根解釋?zhuān)毫Ｗ泳哂胁ǖ男再|(zhì)，直到對(duì)粒子進(jìn)行觀測(cè)為止。觀測(cè)行為本身將使波函數(shù)塌縮，實(shí)現(xiàn)本來(lái)具有多種可能性中的一種。,9,薛定諤在1934年設(shè)計(jì)了一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，試圖揭示哥本哈根解釋的荒謬。,設(shè)想有一個(gè)箱子，里面有一只

7、活貓。一個(gè)裝有鐳的容器及一個(gè)裝有氰化物的小瓶也被放在箱子中。鐳原子會(huì)發(fā)生衰變。在這個(gè)裝有活貓的箱子中，如果鐳發(fā)生衰變，將打碎小瓶，使氰化物從小瓶中釋放出來(lái)，從而殺死貓；如果鐳不發(fā)生衰變，小瓶也不會(huì)被打碎，貓會(huì)活下去。,按照哥本哈根解釋?zhuān)诖蜷_(kāi)箱子看貓死活之前，貓既是死的，也是活的，因?yàn)閮煞N可能性都存在。,直到今天，“ 薛定諤貓”仍在深深困擾著哥本哈根的支持者。,10,直到今天，物理學(xué)家仍然對(duì)量子力學(xué)中的一些問(wèn)題感到困惑。

8、諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者、量子物理的奠基人玻爾有一句名言：誰(shuí)不常對(duì)量子物理感到困惑，他就不懂它。,1998年的科學(xué)百科全書(shū)定義： 在物理學(xué)中，光及其它的電磁輻射發(fā)出的基本粒子或能量量子，既具有粒子性質(zhì)，又有波的性質(zhì)。 一般而言，當(dāng)光通過(guò)真空時(shí)可被認(rèn)為是波，當(dāng)它遇到其它物體表面時(shí)可被認(rèn)為是粒子。,讓光來(lái)吧！,11,量子力學(xué)是在經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的(經(jīng)典物理學(xué)包括：經(jīng)典力學(xué)、電磁學(xué)、熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)，研究大量

9、微觀粒子組成的宏觀物體)。 經(jīng)典力學(xué)研究宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，有三個(gè)等價(jià)體系，即牛頓體系、拉格朗日體系、和哈密頓體系。,§8.1 量子力學(xué)的基本假設(shè),我們最熟悉的是牛頓體系，它由三個(gè)定律構(gòu)成。牛頓的運(yùn)動(dòng)定律向人們揭示了一個(gè)機(jī)械的和確定性的世界。如果你知道了一個(gè)物體的初始位置和速度，比如棒球或火箭，你就能精確地知道它以后會(huì)在哪里。,12,積分得：,牛頓的第二定律為：,即在一定的作用力下，代入初始狀態(tài)的 x0 和動(dòng)量

10、 p0，就可以解得任意時(shí)間t 時(shí)物體的位置 x 和動(dòng)量 p,13,牛頓定律是一種“ 決定性”方程，在一定條件下，沒(méi)有什么是不確定的，將來(lái)就象過(guò)去一樣確定地展現(xiàn)在眼前。,然而，對(duì)于微觀粒子組成的系統(tǒng)，牛頓力學(xué)不再適用，因?yàn)槲⒂^粒子的位置和動(dòng)量不可能同時(shí)確定，這就是著名的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理。,牛頓體系雖然全面代表了經(jīng)典力學(xué)，但量子力學(xué)則使用哈密頓體系。哈密頓函數(shù)的定義式為：

11、 H = T + V,由哈密頓函數(shù)引出的哈密頓算符在量子力學(xué)中起著重要作用。,14,1．量子力學(xué)要解決的問(wèn)題對(duì)于微觀粒子：1)如何描述系統(tǒng)的狀態(tài)？—— 第一個(gè)假定2)狀態(tài)隨時(shí)間的變化的規(guī)律即運(yùn)動(dòng)方程？—— 第三個(gè)假定3)可測(cè)量的力學(xué)性質(zhì)與狀態(tài)的關(guān)系？— 第二、四兩個(gè)假定,2．量子力學(xué)中所使用的算符及性質(zhì)算符：算符是一種能將一個(gè)函數(shù)變?yōu)榱硪粋€(gè)函數(shù)的運(yùn)算 符號(hào)。例如：d/dx , d2/dx2 , e

12、xp , sin , cos 等?？捎?#194;、Ê 等抽象 地表示算符。,15,量子力學(xué)中一些要使用的算符的性質(zhì)：1) 線(xiàn)性算符： 一個(gè)算符Â如果對(duì)任意函數(shù)f 和g都有： Â (f + g ) = Âf + Âg則Â為線(xiàn)性算符。 d/dx , d2/dx2 等為線(xiàn)性算符； sin ,

13、cos 等不是線(xiàn)性算符；量子力學(xué)中采用的算符均為線(xiàn)性算符。,16,2)算符的本征方程、本征函數(shù)和本征值： 當(dāng)一個(gè)算符Â作用于一函數(shù)u(x)后，所得結(jié)果等于一個(gè)數(shù)與該函數(shù)的乘積，即： Â u(x) = ? u(x) 則：該方程為算符Â的本征方程； u(x) 是Â的本征函數(shù)； ? 是Â的本

14、征值。,17,3) 厄米算符：又稱(chēng)自厄算符 對(duì)任意品優(yōu)函數(shù)u(x)和v(x)都滿(mǎn)足下面共厄式的算符(*指共軛)：,量子力學(xué)中使用的哈密頓算符 即為線(xiàn)性厄米算符。 （品優(yōu)函數(shù)：u(x)必須是單值、連續(xù)可微的函數(shù)，并且是平方可積的函數(shù)，即：在全部空間中的積分必須是有限的。）,18,厄米算符有兩個(gè)重要性質(zhì)： (a) 厄米算符的本征值是實(shí)數(shù)； (b) 厄米算符的不同本征函數(shù)具有正交性

15、，即: 兩個(gè)函數(shù)u1(x)和u2(x)在[a,b]區(qū)間有：,3．量子力學(xué)的四個(gè)基本假設(shè)(1) 微觀粒子的狀態(tài)可用波函數(shù)? 來(lái)描述,19,波函數(shù)具有以下特點(diǎn)：? 波函數(shù)? 是位置和時(shí)間的函數(shù)； (因微觀粒子的位置和動(dòng)量不可能同時(shí)確定，所以或者采用位置和時(shí)間為變量，或者采用動(dòng)量和時(shí)間為變量)? ? 具有單值、有限和連續(xù)可微的性質(zhì)，并且是平方可積的；(即? 為品優(yōu)函數(shù))? ? 與共軛復(fù)數(shù)? *

16、的乘積(? *? =?? ?2 )代表微粒在 t 時(shí)間出現(xiàn)在d? 體積元的概率密度 ?在整個(gè)空間找到粒子的概率應(yīng)為1： ? 此為波函數(shù)的歸一化條件。,20,(2) 每一個(gè)宏觀力學(xué)量均對(duì)應(yīng)一個(gè)算符,在經(jīng)典力學(xué)中，每一個(gè)力學(xué)量都可表達(dá)為位移 q 和動(dòng)量 p 的函數(shù)： F = F(q, p),該力學(xué)量對(duì)應(yīng)的厄米算符相應(yīng)地表示為：,，h為普朗克常量，

17、h = 6.626?10-34J?s,21,由質(zhì)量為m的單個(gè)粒子組成的系統(tǒng)，其總能量為： E = T + V (T為動(dòng)能，V為勢(shì)能),在哈密頓體系中，以哈密頓函數(shù)H 表示系統(tǒng)的總能量：,相應(yīng)的哈密頓算符為：,22,(3) 系統(tǒng)狀態(tài)? 隨時(shí)間變化由薛定諤方程描述,23,如系統(tǒng)的勢(shì)能與時(shí)間無(wú)關(guān)時(shí)，可用分解變量法求解,將:,代入薛定諤方程，

18、 可得：,使上式成立的條件是：兩邊同時(shí)等于一個(gè)常數(shù)，即：,可得：,該式稱(chēng)為與時(shí)間無(wú)關(guān)的薛定諤方程，即定態(tài)薛定諤方程,24,? ? 的本征函數(shù)，E ? 的本征值，微觀粒子系統(tǒng)的能量,積分可得：,而：,即在空間某點(diǎn)附近找到粒子的概率不隨時(shí)間變化。,由：,25,(4) 測(cè)量原理,在一個(gè)系統(tǒng)中對(duì)力學(xué)量Ô進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果為Ô的本征值?n。,這里有兩個(gè)含義： (1)如果系統(tǒng)

19、所處的狀態(tài)為Ô的本征態(tài)?n，則對(duì)Ô的測(cè)量結(jié)果一定為?n； (2)如果系統(tǒng)所處的狀態(tài)? 不是Ô的本征態(tài)，則對(duì)Ô的測(cè)量將使系統(tǒng)躍遷至Ô的某一本征態(tài)?k ，其測(cè)量結(jié)果為與該本征態(tài)對(duì)應(yīng)的本正值?k。,26,態(tài)的疊加： 由本征方程 可解得一系列本征函數(shù)：? 1 、 ? 2 、 ? 3 ?，和相應(yīng)的本征值E1、 E2、 E3,在測(cè)量該狀態(tài)的能量時(shí)，將不能

20、得到單一的E，而是E1、 E2 ? 中的任一個(gè)，得到任一個(gè)Ej 的概率正比于?aj?2,若波函數(shù)?不是力學(xué)量算符的本征函數(shù),那么該力學(xué)量算符平均值按 計(jì)算,27,而系統(tǒng)能量的平均為：,與哈密頓算符的本征方程 ? =E? 比較，可知其本征值 E 為系統(tǒng)能量的平均值。,28,§8.2 勢(shì)箱中粒子的薛定諤方程求解,1. 一維勢(shì)箱中粒子的平動(dòng),一個(gè)質(zhì)量為m的粒子，在長(zhǎng)度為a的勢(shì)箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)， 勢(shì)箱內(nèi)：粒

21、子的勢(shì)能為0，V(x)=0； 勢(shì)箱外：粒子的勢(shì)能為無(wú)窮大，V(x)=?,29,量子力學(xué)的處理：,1) 一維平動(dòng)粒子的哈密頓函數(shù),2) 一維平動(dòng)粒子的哈密頓算符,3) 一維平動(dòng)粒子的定態(tài)薛定諤方程,即：,30,在勢(shì)箱外：V(x)= ?，??(x)= 0在勢(shì)箱內(nèi)：V(x)= 0，? 薛定諤方程為：,求解得：,解得：,31,, 并令A(yù)?＝2iA,? A? ? 0 ,,, (n= 0, ?1, ?2?)

22、(8.2.10),n = 1,2,?為正整數(shù)，但不包括0,因n=0時(shí)，?(x)?0，粒子不存在，故不合理；n取+1和-1, ?(x)相同.,32,由式(8.2.10)得：,(n = 1, 2?),En ? 薛定諤方程的本征值;n ? 量子數(shù);,結(jié)論:勢(shì)箱中粒子的平動(dòng)能量是量子化的,常數(shù)由歸一化條件確定：,33,?一維勢(shì)箱中粒子平動(dòng)的波函數(shù)為：,n=1,2,?,以圖表示 n = 1，2，3時(shí)的?(x) 和?(x)*?(x) 對(duì)x 的曲線(xiàn)

23、如圖(8.2.2)所示 ??,34,3)?(x)可有正、負(fù)，代表相位的差異，???2始終為正，代表粒子 出現(xiàn)的概率密度；4)使?(x)為0的點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)處發(fā)現(xiàn)粒子的概率為0；n?， 節(jié)點(diǎn)數(shù)?。,重要概念和結(jié)論：1)勢(shì)箱中粒子的能量是量 子化的；2)基態(tài)能量E1?0，稱(chēng)為零 點(diǎn)能；,35,2.三維勢(shì)箱中的粒子,三維勢(shì)箱中粒子模型如圖所示：條件：0 < x < a ; 0 < y &

24、lt; b ; 0 < z < c ;勢(shì)箱外：V(x,y,z)＝?勢(shì)箱內(nèi)：V(x,y,z)＝0,勢(shì)箱內(nèi)粒子的薛定諤方程：,如合理假設(shè)x,y,z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)相對(duì)獨(dú)立，可用分離變量法來(lái)求解：,36,(8.2.16),可得三個(gè)一維薛定諤方程：,其解為：,代入(8.2.16)式，得：,37,系統(tǒng)量子數(shù)的個(gè)數(shù)與自由度間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系: 一維粒子只有nx一個(gè)量子數(shù)，所以只有一個(gè)自由度； 三維粒子有n

25、x,ny,nz三個(gè)量子數(shù)，所以有三個(gè)自由度,38,能級(jí)的簡(jiǎn)并及簡(jiǎn)并度g：,如勢(shì)箱三個(gè)邊長(zhǎng)相等a=b=c，有,當(dāng)nx=ny=nz=1時(shí)，E0=3h2/(8ma2)，為基態(tài)的零點(diǎn)能,當(dāng)能級(jí)的能量高于零點(diǎn)能時(shí)，有可能出現(xiàn)兩個(gè)以上波函數(shù)具有相同的能級(jí)，即兩個(gè)以上的本征函數(shù)具有相同的本征值。這種現(xiàn)象稱(chēng)為能級(jí)的簡(jiǎn)并。,例如：,簡(jiǎn)并度：g = 3g = 3g = 1,39,§8.3 一維諧振子,1 ．一維諧振子的經(jīng)典力學(xué)處理,解方程得

26、：,40,一維諧振子的位能為：,一維諧振子的動(dòng)能為：,2．一維諧振子的量子力學(xué)處理,一維諧振子的哈密頓算符為：,一維諧振子的薛定諤方程為：,41,解該方程后得到：,v = 0,1,2,3,? (8.3.7),42,圖(8.3.2)示出了不同量子數(shù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的能級(jí)及波函數(shù)的曲線(xiàn)：,經(jīng)典力學(xué)中，振子應(yīng)在拋物線(xiàn)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)；,量子力學(xué)中，波函數(shù)?v 在拋物線(xiàn)外不為0，?? ?v2也不為0，這種現(xiàn)象稱(chēng)為隧道效應(yīng)。,43,§8.4 線(xiàn)性剛

27、性轉(zhuǎn)子,線(xiàn)性剛性轉(zhuǎn)子的模型如圖所示：,1. 經(jīng)典力學(xué)處理,當(dāng)線(xiàn)性剛性轉(zhuǎn)子繞質(zhì)量中心S旋轉(zhuǎn)時(shí)，其動(dòng)能為：,? ? 折合質(zhì)量，? =m1m2/(m1+m2)；? ? 角速度；I ? 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，I =? d 2,44,剛性轉(zhuǎn)子位能為0，轉(zhuǎn)子的總轉(zhuǎn)動(dòng)能為：,M ? 角動(dòng)量，M = I?,2. 線(xiàn)性剛性轉(zhuǎn)子的薛定諤方程,角動(dòng)量平方的算符為：,為求解方便，改用球坐標(biāo)表示，可導(dǎo)出：,45,采用分離變量法，令波函數(shù)：,因勢(shì)能為0，故只需考慮角度部

28、分波函數(shù)的求解。,線(xiàn)性剛性轉(zhuǎn)子的薛定諤方程：,解該薛定諤方程，可得波函數(shù)如表8.4.1所示： （表8.4.1）,,,46,,m = ±2,,m = ±1,,m = 0,J = 2,,m = ±1,,m = 0,J = 1,,m = 0,J = 0,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,球諧函數(shù) YJ m(?, ? ) (J ? 3),J ? 角量子數(shù)；m ? 磁量子數(shù),47,薛定諤

29、方程的本征值，轉(zhuǎn)動(dòng)能為：,(J =0,1,2,?) (8.4.15),由表8.4.1和式(8.4.15)可知：1)剛性轉(zhuǎn)子無(wú)零點(diǎn)能；2) , 相鄰能級(jí)間隔隨能級(jí)升高而增大；3)剛性轉(zhuǎn)子的能級(jí)由J 決定，而量子態(tài)由J和m兩個(gè)量子數(shù)決定確定4)對(duì)給定的J，m可取值：m = -J, -J+1, ?, 0, ?, J-1, J 即：能級(jí)J的簡(jiǎn)并度 g = 2J+1,,,,,48

30、,§8.5 類(lèi)氫離子及多電子原子的結(jié)構(gòu),1. 氫原子和類(lèi)氫離子的薛定諤方程,類(lèi)氫原子：H, He+, Li2+ 等（核外只有一個(gè)電子）,勢(shì)能：核Ze與核外電子間的作用： (真空靜電作用，采用高斯單位),r ? 核與電子間的距離；e ? 元電荷電量,49,電子與核之間的問(wèn)題，類(lèi)似于剛性轉(zhuǎn)子，波函數(shù)可分離變量：,薛定諤方程：,50,解薛定諤方程(8.5.2)，得：,(n = 1,2,3,?),解得: RnJ(r)見(jiàn)表

31、(8.5.1) Yjm(?,? )見(jiàn)表(8.4.1),51,總結(jié)：1) 類(lèi)氫原子的薛定諤方程的能級(jí)和本征函數(shù)為：,(n = 1, 2, 3,?),2)主量子數(shù)n，角量子數(shù)J，磁量子數(shù)m之間的關(guān)系為：,3)類(lèi)氫原子中電子的能級(jí)由主量子數(shù)n決定,能級(jí)的簡(jiǎn) 并度為：,52,2. 原子軌道及其圖形,表8.5.2列出了類(lèi)氫離子的波函數(shù) (p72)圖8.5.2給出了氫原子軌道的圖形 (p73) 左圖：原子軌道的等值

32、面； 右圖：對(duì)應(yīng)于左圖截面的波函數(shù)圖形， 下方的投影為等高線(xiàn)。,53,54,55,幾點(diǎn)說(shuō)明：1)書(shū)中圖形均由函數(shù)畫(huà)出(非示意圖)；2)類(lèi)氫離子的等值面是封閉的；3)電子云界面內(nèi)沒(méi)有包括100％的電子出現(xiàn)概率(在界面內(nèi)，電子出現(xiàn)的概率已達(dá)99％，但卻不是100％，因波函數(shù)雖然隨離原子核的距離衰減很快，但理論上卻可延伸到無(wú)窮處。),56,3．電子自旋,光譜研究表明，電子除以 表征

33、的繞核運(yùn)動(dòng)外，還以正反兩種自旋狀態(tài)存在。,完整的波函數(shù)： 例: 1s?，2px?由四個(gè)量子數(shù)(n, J, m, ms)表示,57,4．多電子原子結(jié)構(gòu),哈密頓算符為：,? 是表征Z個(gè)電子繞核運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波函數(shù)，是Z×(r,?,?)個(gè)變量的函數(shù)，無(wú)法精確求解，故一般采用近似方法：,薛定諤方程：,58,(1) 單電子近似,忽略電子間的庫(kù)侖引力，則薛定諤方程為：,但該法

34、完全忽略了電子間的相互作用，故誤差很大。,59,(2)中心力場(chǎng)近似,把第i個(gè)電子與其它電子的相互作用看成是第i個(gè)電子與其它(Z-1)個(gè)電子組成的中心力場(chǎng)的作用。,?哈密頓算符為：,第i個(gè)電子的薛定諤方程為：,60,薛定諤方程的解：,除徑向方程R?與單電子的有所不同外，球諧方程部分與單電子的完全相同。,中心力場(chǎng)近似所得到的結(jié)論對(duì)元素周期律及元素化學(xué)性質(zhì)的定性討論起著極為重要的作用。,(3)自洽場(chǎng)方法（自學(xué)）,61,5. 量子力學(xué)中的全同粒

35、子,性質(zhì)完全相同的粒子稱(chēng)為全同粒子。,由全同粒子組成的系統(tǒng)，各個(gè)粒子無(wú)法區(qū)分。交換兩個(gè)全同粒子(1,2)，不會(huì)改變系統(tǒng)的狀態(tài)，即：,兩邊開(kāi)平方：,若 ，則波函數(shù)是對(duì)稱(chēng)的；若 ，則波函數(shù)是反對(duì)稱(chēng)的；若 ，則波函數(shù)是非對(duì)稱(chēng)的。,62,波函數(shù)對(duì)稱(chēng)的粒子 ? 玻色子(光子)；波函數(shù)反對(duì)稱(chēng)的粒子 ? 費(fèi)米子(電子、質(zhì)子、中子),泡利不相容原理： 兩個(gè)或兩個(gè)以上的粒子不能

36、占據(jù)同一個(gè)空間??自旋軌道。（即不能有兩個(gè)或更多電子具有完全相同的四個(gè)量子數(shù) n、l、m、ms ，每個(gè)量子態(tài)只能容納一個(gè)電子。）,63,斯萊特提出N電子系統(tǒng)的反對(duì)稱(chēng)波函數(shù)可表示為：,?? 斯萊特行列式,多電子原子的核外電子排布服從：1) 泡利不相容原理2) 能量最低原理：在不違反泡利原理的前提下，盡可能使總能 量最低；3)洪特規(guī)則：在主量子數(shù)n和角量子數(shù)J 相同的軌道上，電子盡 可能占據(jù)磁量子數(shù)m不同的軌道，且自旋平行。,