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原子物理学——碱金属原子的光谱

§4.1 碱金属原子的光谱

一、碱金属原子的光谱

各个碱金属原子的光谱具有相似的结构，光谱线也类似于氢原子光谱，可分成几个线系，一般观察到的有四个线系，分别称为主线系、第一辅线系(或称漫线系、第二辅线系(或称锐线系)和柏格曼系(基线系)。

（1）主线系（the principal series）：

谱线最亮，波长的分布范围最广，第一呈红色，其余均在紫外。 （2）第一辅线系（漫线系the diffuse series）：

在可见部分，其谱线较宽，边缘有些模糊而不清晰，故又称漫线系。 （3）第二辅线系（锐线系the sharp series）：

第一条在红外，其余均在可见区，其谱线较宽，边缘清晰，故又称锐线系。锐线系和漫线系的系限相同，所以均称为辅线系。

（4）柏格曼系（基线系the fundamental series）：

波长较长，在远红外区，它的光谱项与氢的光谱项相差很小，又称基线系。

二、线系公式

~?T(m)?T(n)?R(1?1) H原子光谱：?m2n2

~??~?T(m)?R?系限。 当n??时，??m2里德伯研究发现，与氢光谱类似，碱金属原子的光谱线的波数也可以表示为二项之差：

~?T?T?R(?m*n*11?) n*?m* ?碱金属原子的里德伯公m*2n*2式

n*、m*：有效量子数。

~??~?T?系限。 当n??时，??m*1．有效量子数

H原子：主量子数n是整数

碱金属原子：n*、m*不是整数?有效量子数 2．量子数亏损

n*、m*和整数之间有一个差值，用?l表示，?l?n?n* ?量子数亏损

?l与n无关，与l有关，l?大，?l?小，l?0、1、2、3……?s,p,d,f?

3．光谱项

Tn*?RRT(n)??，n*?n 22n*n?n?n*~?????T??????n*???????l

l~?T?T?m*n*n*?RTRLi?1.09729?105cm?1

4．电子状态符号

电子状态用量子数n、l、ml描述

对一定的n，l=0、1、2……n-1，共n个值。 对一定的l，ml=0、?1、?2……?，共2l+1个值。

ll=0、1、2、3、4……? s、p、d、f、g……

En,l??hcR?nx(ns,np,nd??) 2(n??l)Tn,l?R?nx(ns,np,nd??)

(n??l)2