《原子物理学》第五章多电子原子
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• （4）了解复杂原子光谱一般规律。 • （5）掌握泡利不相容原理，正确构造出同科电子原子态
。
• （6）了解爱因斯坦原子激发和辐射跃迁的基本概念，了 解氦氖激光器的原理。
Hale Waihona Puke Baidu
重点 • L-S 耦合 • 多电子原子的光谱 • 能级图和原子态 • 泡利原理和同科电子原子态的确定 • 辐射跃迁的普用选择定则。
•适用条件 :
•两个电子自旋之间的相互作用和两个电子的轨道 之间 的相互作用，比每个电子自身的旋--轨相互作用强。即 G1(s1s2), G2( 1 2),比G3(s1 1), G4(s2 2), 要强得多。
• （2）两个轨道角动量的耦合
• 设l1和l2分别是轨道角动量量子数，
• 它们耦合的总角动量的大小由量子数L表示为 •其量子数取值限定为
• 2. j-j耦合原子态跃迁的选择定则
•例、电子组态nsnp，在j-j 耦合情况下，求可能的原子态
。 • 解：两个电子系统电子组态为nsnp：s1=1/2, l1=0； s2=1/2,l2=1所以j1=1/2, j2=1/2,3/2。
•j2=1/2, 3/2 •j1=1/2 •(1/2,1/2)1,0,(1/2,3/2)2,1
•氦能级标记
• 能级特点
① 能级分为两套，单层和三层能级
间没有跃迁；氦的基态是1s1s1S0
；
② 状态1s1s3S1不存在； ③ 所有的3S1态都是单层的； ④ 1稳s态2s；1S0和1s2s•N3Sex1t 是氦的两个亚
⑤ 一种电子态对应于多种原子态。
•二、镁原子光谱实验规律和能级
•双电子系统：氦原子和 碱土族元素（铍、镁、钙、锶、 钡、镭、锌、镉、汞原子）
谱 •四、 j-j耦合
•一、电子组态:
•电子组态:
•处于一定状态的若干个（价）电子的组合（ n1l1 n2l2 n3l3…) 。
•例：氦原子基态:
•镁原子基态: 3s3s
1s1s •第一激发态: 1s2s
•第一激发态: 3s3p
•两个电子之间的相互作用:
•1•#• •n•1••l1•s•1•=•1/2• • • • •2•#• • n•2••l2•s•2•=•1/2•
•1s1s1S0
•主线系跃迁谱线
•3D1,2,3 •3P0,1,2 •3S1 •3P0,1,2
•3S1 •3S1
•单线系 • • •
•3. 光谱线系 主线系 第二辅线系 第一辅线系 柏格曼线系
•三重线系 主线系
•n=2,3…… •n=3,4…… •n=3,4…… •n=4,5……
•n=2,3……
•第二辅线 系
•（2）3p4p电子组态的L-S耦合，
•L-S耦合出十个原子态
•S=0
，列表示为
•S=1,0 ； L=2,1,0
•L=0 •1 •2
•1S0 •1P1 •1D2
•S=1
•3S1 •3P2,1,0 •3D3,2,1
•（6）洪特定则 •每个原子态对应一定的能级。由多电子组态形成的原子 态对应的能级结构顺序有两条规律可循：
S=1
J
符号
1
0、1、2
1、2、3
2、3、4
•1s3d1D2 •1s3p1P1 •1s3s1S0 •1s2p1P1 •1s2s1S0
•1s1s1S0
•2. 氦原子能级图
•3D1,2,3 •3P0,1,2 •3S1 •3P0,1,2
•3S1 •3S
1
•1s3d1D2 •1s3p1P1 •1s3s1S0 •1s2p1P1 •1s2s1S0
• 适用条件：重原子中每个电子自身的旋轨作用比两个 电子之间 的自 旋或轨道运动相互作用强得多。
•即G3(s1 •1G), 4(s2 2)
比•G1(s1 s2) ,•G2( 1 2)强得 多。
• 1.合成法则
•(1 )
•(2)
•（3）
•（4）原子态的标记法
•jj耦合的情况下，原子的状态用量子数j1，j2和J来表示，其 方法是（ j1，j2）J 。
•洪特定则：
•1. 从同一电子组态形成的诸能级中，
•（1）重数最高的，亦即S值最大的能级位置最低；
•（2）从同一电子组态形成的，具有相同S值的能级中那些 具有最大L值的位置最低。
•2. 对于同科电子，即同nl，不同J值的诸能级顺序是：当同
科 电子数≤闭合壳层电子占有数一半时，以最小J值（|L－S|
）的能级为最低，称正常次序。同科电子数>闭层占有数之 一半 时，以最大J（＝L+S）的能级为最低，称倒转次序。
••l1•
•G•3••l(1•,•s•1•) •s•1•
•G•5••l1(••,s•2•)
( ) •G•1•l1••,•l2 • •G•6••l2(•,••s1•)
•G•2•s•(1•,•s•2•)
••l2• •G•4•l•(2•,•s•2• ) •s•2•
•二、 L-S耦合
•（1）适用条件 •（2）两个轨道角动量的耦合 •（3）两个自旋角动量的耦合 •（4）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合 •（5）原子态的标记法 •（6）洪特定则 •（7）朗德间隔定则 •（8）跃迁的选择定则
《原子物理学》第五章 多电子原子
2020年5月26日星期二
•教学要求
• （1）掌握氦原子、镁原子等具有两个价电子原子的光谱 和能级。
• （2）掌握原子的耦合矢量模型（L-S耦合和j-j耦合）的 步骤、适用范围，正确地求出电子组态构成的原子态（ 光谱项）。
• （3）掌握洪特原则、朗德间隔定则和电偶极辐射跃迁选 择定则，并能正确画出能级图，解释氦原子、镁原子等 具有两个价电子原子的光谱的形成。
•四、j-j耦合
••l1•
•G•3••l(1•,•s•1•) •s•1•
•G•5••l1(••,s•2•)
( ) •G•1•l1••,•l2 • •G•6••l2(•,••s1•)
•G•2•s•(1•,•s•2•)
••l2• •G•4•l•(2•,•s•2• ) •s•2•
•更多的电子系统: •j-j耦合： (s1l1)(s2l2) … =（ j1j2… ）＝Ｊ
•第一辅线 系
•n =3,4… •n =3,4…
•4.亚稳态
•1.亚稳态:不能独自自发的过渡到任何一个更 低能级的状态。
• 氦:1s2s1S0和1s2s3S1 受
的限制
•2.使亚稳态向基态跃迁的方法:
•(1)用碰撞激发使原子由亚稳态激发到非亚稳态 。•(2)无辐射跃迁(第二类碰撞):与另一原子碰撞时,把 能量直接传递给另一原子,不经辐射回到基态。
• （3）两个自旋角动量的耦合
•设s1和s2分别是自旋角动量量子数，
• 它们耦合的总角动量的大小由量子数S表示为 • 其量子数S取值限定为
•（4）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合
• 当L>S时,每一对L和S共有2S+1个J值; • 当L<S时,每一对L和S共有2L+1个J值. •由于S有两个值：0和1，所以对应于每一个不为零的L 值，J值有两组， 一组是当S=0时，J=L；
•（7）跃迁的选择定则： •对两电子体系为
• 例、 铍4Be基态电子组态： 1s22s2 形成1S0
•激发态电子组态： 2s3p形成 1P1 ，3P2，1，0
•2s3p •1P1
•对应的能级图如图所示
••33PP21
•2s2
•1S0
•3P0
•中间还有2s2p和2s3s形成的能级，2s2p形成 1P1 ，3P2，1，0 ；
另一组是当S=1时，J=L+1，L，L-1。
•耦合实质：产生附加的运动
•LS耦合的矢量
•(5) 原子态的标记法
•（S=0 ） 1 •（S=1 ） 3
•L+1, L, L-1(S=1) •L(S=0)
•0 1 2 3 4 •S P D F G
•例、（1）求nsn´p电子组态的原子态
• （2）求3p4p电子组态的原子态
•S = 0
1
•L= 1
•2
•3
•S=0, 单一 态
•pd
•P
•S=1, 三重态
•D
•F •p电子和d电子在LS耦合中形成的能
•三、氦原子的光谱和能级
•1.可能的原子
态
•第一个 •电子e1
第二个
•
电子e2
•L •J
S=0 符号
• 1s 1s 0 0
• 1s 2p 1 1
• 1s 3d 2 2
• 1s 4f 3 3
•（1）适用条件
•对于两个电子的系统，角动量有••p••rl1••,•p••rl2••,•p•r•s1••,•p•r•s2
•它们之间发生耦合有六种方式：
••l1•
•G•3••l(1•,•s•1•) •s•1•
•G•5••l1(••,s•2•)
( ) •G•1•l1••,•l2 • •G•6••l2(•,••s1•)
难点 • L-S 耦合 • 多电子原子基态的确定和能级高低
的判别 • 泡利原理和同科电子原子态的确定
• 通过前几章的学习，我们已经知道了单电子和具有一个 价电子的原子光谱及其规律，同时对形成光谱的能级作了
比较详细的研究。弄清了光谱精细结构以及能级双层结构 的根本原因-电子的自旋。 • 碱金属原子的原子模型可以描述为：原子实+一个价电 子,这个价电子在原子中所处的状态,n,l,s决定了碱金属的原 子态 n2s+1Lj，而价电子在不同能级间的跃迁，便形成了碱金 属原子的光谱。可见,价电子在碱金属原子中起了十分重要 的作用。
•5.1 氦及周期系第二族元素的光谱和能 级
•一、 氦原子的光谱和能级
•二、镁原子的光谱和能级
一、氦原子光谱实验规律和能级
•1、光谱
•分成主线系、第一辅线系 、第二辅线系等，每个线 系有两套谱线。 •一套是单层的，另一套是 三层，这两套能级之间没 有相互跃迁，早先人们以 为有两种氦，把具有复杂 结构的氦称为正氦，而产 生单线光谱的称为仲氦， 现在认识到只有一种氦， 只是能级结构分为两套。 •
2s3s形成 1S0 ，3S1
•2s3p
•1P1
•2s3p •3P2,1,0
•右图是L-S耦合总能 级和跃迁光谱图
•2s3s • 1S0 •2s2p
•2s3s •3S1 •1P1
•2s2p •3P2,1,0
•2s2 • 1S0
•例、求一个P电子和一个d电子（n1pn2d)可能
•
形成的原子态及能级图。
•与L-S耦合的原子态1P1 ,3P2，1，0对比 ，两种耦合态 的J值同，状态的数目相同。可见原子态的数目完 全由电子组态决定。
•第一节：氢的光谱和能级
•2．能级和能级图 • 什么原因使得氦原子的光谱分为两套谱线呢？我们知 道，原子光谱是原子在不同能级间跃迁产生的；根据氦 光谱的上述特点，不难推测，其能级也分为两套：
• 单层结构: 1S,1P,1D,1F ----仲氦 • 三层结构: 3S ,3P,3D,3F-----正氦
•若核(实)外有两个电子，由两个价电子跃迁而 形成的光谱如何？能级如何？原子态如何？
• He：Z=2 • Be：Z=4=2+2 • Mg：Z=12=2+8+2 • Ca：Z=20=2+8+8+2 • Sr：Z=38=2+8+8+18+2 • Ba：Z=56=2+8+8+18+18+2 • Ra：Z=88=2+8+8+18+18+18+2
• 实验发现，碱土族元素原子与氦原子的能级和光谱结构 相仿，光谱都有两套线系，即两个主线系，两个漫线系（ 第一辅线系），两个锐线系（第二辅线系）…，一套是单 线结构，另一套是多线结构。相应的能级也有两套，单重 态能级和三重态能级，两套能级之间无偶极跃迁。
•5.2 有两个价电子的原子态
•一、电子组态 •二、 L-S耦 •三、合氦原子能级和光
• 解： （1）考虑ns n´p电子组态的L-S耦合可能导致的原 子态2s＋1Lj，按照L-S耦合规则： PS ＝ ps1＋ps2，总自旋量子
数取S ＝½＋½＝1， ½－½＝0两个值； l1＋l2＝L，其量子数 取L＝1＋0＝1；又由S＋L＝J，所以量子数
•L-S耦合得到四个原子态是 3P2，1，0；1P1。
•G•2•s•(1•,•s•2
••l2• •G•4•l•(2•,•s•2• ) •s•2•
•但这六种耦合强度不等，显然G5, G6很小，轻原子的G1和 G2比G3和G4强，即两个轨道角动量耦合成总角动量:L；同样 两个自旋耦合成总自角动量：S ，然后 L与S耦合成 。这种 耦合称L-S耦合。
•推广到更多的电子系统：•L-S耦合： (s1s2…)(l1l2…)=(SL)＝Ｊ
• 按照洪特定则，pp组态在L－S耦合下的原子态对应
的能级位置如图所示
•（7）朗德间隔定则：
• 朗德还给出能级间隔的定则，在L-S耦合的某多重态 能级结构中，相邻的两能级间隔与相应的较大的J值成正 比。从而两相邻能级间隔之比等于两J值较大者之比。
•J+1
•J •J-1
•例，3D1,2,3三个能级地两 个间隔之比为：2：3
。
• （6）了解爱因斯坦原子激发和辐射跃迁的基本概念，了 解氦氖激光器的原理。
Hale Waihona Puke Baidu
重点 • L-S 耦合 • 多电子原子的光谱 • 能级图和原子态 • 泡利原理和同科电子原子态的确定 • 辐射跃迁的普用选择定则。
•适用条件 :
•两个电子自旋之间的相互作用和两个电子的轨道 之间 的相互作用，比每个电子自身的旋--轨相互作用强。即 G1(s1s2), G2( 1 2),比G3(s1 1), G4(s2 2), 要强得多。
• （2）两个轨道角动量的耦合
• 设l1和l2分别是轨道角动量量子数，
• 它们耦合的总角动量的大小由量子数L表示为 •其量子数取值限定为
• 2. j-j耦合原子态跃迁的选择定则
•例、电子组态nsnp，在j-j 耦合情况下，求可能的原子态
。 • 解：两个电子系统电子组态为nsnp：s1=1/2, l1=0； s2=1/2,l2=1所以j1=1/2, j2=1/2,3/2。
•j2=1/2, 3/2 •j1=1/2 •(1/2,1/2)1,0,(1/2,3/2)2,1
•氦能级标记
• 能级特点
① 能级分为两套，单层和三层能级
间没有跃迁；氦的基态是1s1s1S0
；
② 状态1s1s3S1不存在； ③ 所有的3S1态都是单层的； ④ 1稳s态2s；1S0和1s2s•N3Sex1t 是氦的两个亚
⑤ 一种电子态对应于多种原子态。
•二、镁原子光谱实验规律和能级
•双电子系统：氦原子和 碱土族元素（铍、镁、钙、锶、 钡、镭、锌、镉、汞原子）
谱 •四、 j-j耦合
•一、电子组态:
•电子组态:
•处于一定状态的若干个（价）电子的组合（ n1l1 n2l2 n3l3…) 。
•例：氦原子基态:
•镁原子基态: 3s3s
1s1s •第一激发态: 1s2s
•第一激发态: 3s3p
•两个电子之间的相互作用:
•1•#• •n•1••l1•s•1•=•1/2• • • • •2•#• • n•2••l2•s•2•=•1/2•
•1s1s1S0
•主线系跃迁谱线
•3D1,2,3 •3P0,1,2 •3S1 •3P0,1,2
•3S1 •3S1
•单线系 • • •
•3. 光谱线系 主线系 第二辅线系 第一辅线系 柏格曼线系
•三重线系 主线系
•n=2,3…… •n=3,4…… •n=3,4…… •n=4,5……
•n=2,3……
•第二辅线 系
•（2）3p4p电子组态的L-S耦合，
•L-S耦合出十个原子态
•S=0
，列表示为
•S=1,0 ； L=2,1,0
•L=0 •1 •2
•1S0 •1P1 •1D2
•S=1
•3S1 •3P2,1,0 •3D3,2,1
•（6）洪特定则 •每个原子态对应一定的能级。由多电子组态形成的原子 态对应的能级结构顺序有两条规律可循：
S=1
J
符号
1
0、1、2
1、2、3
2、3、4
•1s3d1D2 •1s3p1P1 •1s3s1S0 •1s2p1P1 •1s2s1S0
•1s1s1S0
•2. 氦原子能级图
•3D1,2,3 •3P0,1,2 •3S1 •3P0,1,2
•3S1 •3S
1
•1s3d1D2 •1s3p1P1 •1s3s1S0 •1s2p1P1 •1s2s1S0
• 适用条件：重原子中每个电子自身的旋轨作用比两个 电子之间 的自 旋或轨道运动相互作用强得多。
•即G3(s1 •1G), 4(s2 2)
比•G1(s1 s2) ,•G2( 1 2)强得 多。
• 1.合成法则
•(1 )
•(2)
•（3）
•（4）原子态的标记法
•jj耦合的情况下，原子的状态用量子数j1，j2和J来表示，其 方法是（ j1，j2）J 。
•洪特定则：
•1. 从同一电子组态形成的诸能级中，
•（1）重数最高的，亦即S值最大的能级位置最低；
•（2）从同一电子组态形成的，具有相同S值的能级中那些 具有最大L值的位置最低。
•2. 对于同科电子，即同nl，不同J值的诸能级顺序是：当同
科 电子数≤闭合壳层电子占有数一半时，以最小J值（|L－S|
）的能级为最低，称正常次序。同科电子数>闭层占有数之 一半 时，以最大J（＝L+S）的能级为最低，称倒转次序。
••l1•
•G•3••l(1•,•s•1•) •s•1•
•G•5••l1(••,s•2•)
( ) •G•1•l1••,•l2 • •G•6••l2(•,••s1•)
•G•2•s•(1•,•s•2•)
••l2• •G•4•l•(2•,•s•2• ) •s•2•
•二、 L-S耦合
•（1）适用条件 •（2）两个轨道角动量的耦合 •（3）两个自旋角动量的耦合 •（4）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合 •（5）原子态的标记法 •（6）洪特定则 •（7）朗德间隔定则 •（8）跃迁的选择定则
《原子物理学》第五章 多电子原子
2020年5月26日星期二
•教学要求
• （1）掌握氦原子、镁原子等具有两个价电子原子的光谱 和能级。
• （2）掌握原子的耦合矢量模型（L-S耦合和j-j耦合）的 步骤、适用范围，正确地求出电子组态构成的原子态（ 光谱项）。
• （3）掌握洪特原则、朗德间隔定则和电偶极辐射跃迁选 择定则，并能正确画出能级图，解释氦原子、镁原子等 具有两个价电子原子的光谱的形成。
•四、j-j耦合
••l1•
•G•3••l(1•,•s•1•) •s•1•
•G•5••l1(••,s•2•)
( ) •G•1•l1••,•l2 • •G•6••l2(•,••s1•)
•G•2•s•(1•,•s•2•)
••l2• •G•4•l•(2•,•s•2• ) •s•2•
•更多的电子系统: •j-j耦合： (s1l1)(s2l2) … =（ j1j2… ）＝Ｊ
•第一辅线 系
•n =3,4… •n =3,4…
•4.亚稳态
•1.亚稳态:不能独自自发的过渡到任何一个更 低能级的状态。
• 氦:1s2s1S0和1s2s3S1 受
的限制
•2.使亚稳态向基态跃迁的方法:
•(1)用碰撞激发使原子由亚稳态激发到非亚稳态 。•(2)无辐射跃迁(第二类碰撞):与另一原子碰撞时,把 能量直接传递给另一原子,不经辐射回到基态。
• （3）两个自旋角动量的耦合
•设s1和s2分别是自旋角动量量子数，
• 它们耦合的总角动量的大小由量子数S表示为 • 其量子数S取值限定为
•（4）总轨道角动量与总自旋角动量的耦合
• 当L>S时,每一对L和S共有2S+1个J值; • 当L<S时,每一对L和S共有2L+1个J值. •由于S有两个值：0和1，所以对应于每一个不为零的L 值，J值有两组， 一组是当S=0时，J=L；
•（7）跃迁的选择定则： •对两电子体系为
• 例、 铍4Be基态电子组态： 1s22s2 形成1S0
•激发态电子组态： 2s3p形成 1P1 ，3P2，1，0
•2s3p •1P1
•对应的能级图如图所示
••33PP21
•2s2
•1S0
•3P0
•中间还有2s2p和2s3s形成的能级，2s2p形成 1P1 ，3P2，1，0 ；
另一组是当S=1时，J=L+1，L，L-1。
•耦合实质：产生附加的运动
•LS耦合的矢量
•(5) 原子态的标记法
•（S=0 ） 1 •（S=1 ） 3
•L+1, L, L-1(S=1) •L(S=0)
•0 1 2 3 4 •S P D F G
•例、（1）求nsn´p电子组态的原子态
• （2）求3p4p电子组态的原子态
•S = 0
1
•L= 1
•2
•3
•S=0, 单一 态
•pd
•P
•S=1, 三重态
•D
•F •p电子和d电子在LS耦合中形成的能
•三、氦原子的光谱和能级
•1.可能的原子
态
•第一个 •电子e1
第二个
•
电子e2
•L •J
S=0 符号
• 1s 1s 0 0
• 1s 2p 1 1
• 1s 3d 2 2
• 1s 4f 3 3
•（1）适用条件
•对于两个电子的系统，角动量有••p••rl1••,•p••rl2••,•p•r•s1••,•p•r•s2
•它们之间发生耦合有六种方式：
••l1•
•G•3••l(1•,•s•1•) •s•1•
•G•5••l1(••,s•2•)
( ) •G•1•l1••,•l2 • •G•6••l2(•,••s1•)
难点 • L-S 耦合 • 多电子原子基态的确定和能级高低
的判别 • 泡利原理和同科电子原子态的确定
• 通过前几章的学习，我们已经知道了单电子和具有一个 价电子的原子光谱及其规律，同时对形成光谱的能级作了
比较详细的研究。弄清了光谱精细结构以及能级双层结构 的根本原因-电子的自旋。 • 碱金属原子的原子模型可以描述为：原子实+一个价电 子,这个价电子在原子中所处的状态,n,l,s决定了碱金属的原 子态 n2s+1Lj，而价电子在不同能级间的跃迁，便形成了碱金 属原子的光谱。可见,价电子在碱金属原子中起了十分重要 的作用。
•5.1 氦及周期系第二族元素的光谱和能 级
•一、 氦原子的光谱和能级
•二、镁原子的光谱和能级
一、氦原子光谱实验规律和能级
•1、光谱
•分成主线系、第一辅线系 、第二辅线系等，每个线 系有两套谱线。 •一套是单层的，另一套是 三层，这两套能级之间没 有相互跃迁，早先人们以 为有两种氦，把具有复杂 结构的氦称为正氦，而产 生单线光谱的称为仲氦， 现在认识到只有一种氦， 只是能级结构分为两套。 •
2s3s形成 1S0 ，3S1
•2s3p
•1P1
•2s3p •3P2,1,0
•右图是L-S耦合总能 级和跃迁光谱图
•2s3s • 1S0 •2s2p
•2s3s •3S1 •1P1
•2s2p •3P2,1,0
•2s2 • 1S0
•例、求一个P电子和一个d电子（n1pn2d)可能
•
形成的原子态及能级图。
•与L-S耦合的原子态1P1 ,3P2，1，0对比 ，两种耦合态 的J值同，状态的数目相同。可见原子态的数目完 全由电子组态决定。
•第一节：氢的光谱和能级
•2．能级和能级图 • 什么原因使得氦原子的光谱分为两套谱线呢？我们知 道，原子光谱是原子在不同能级间跃迁产生的；根据氦 光谱的上述特点，不难推测，其能级也分为两套：
• 单层结构: 1S,1P,1D,1F ----仲氦 • 三层结构: 3S ,3P,3D,3F-----正氦
•若核(实)外有两个电子，由两个价电子跃迁而 形成的光谱如何？能级如何？原子态如何？
• He：Z=2 • Be：Z=4=2+2 • Mg：Z=12=2+8+2 • Ca：Z=20=2+8+8+2 • Sr：Z=38=2+8+8+18+2 • Ba：Z=56=2+8+8+18+18+2 • Ra：Z=88=2+8+8+18+18+18+2
• 实验发现，碱土族元素原子与氦原子的能级和光谱结构 相仿，光谱都有两套线系，即两个主线系，两个漫线系（ 第一辅线系），两个锐线系（第二辅线系）…，一套是单 线结构，另一套是多线结构。相应的能级也有两套，单重 态能级和三重态能级，两套能级之间无偶极跃迁。
•5.2 有两个价电子的原子态
•一、电子组态 •二、 L-S耦 •三、合氦原子能级和光
• 解： （1）考虑ns n´p电子组态的L-S耦合可能导致的原 子态2s＋1Lj，按照L-S耦合规则： PS ＝ ps1＋ps2，总自旋量子
数取S ＝½＋½＝1， ½－½＝0两个值； l1＋l2＝L，其量子数 取L＝1＋0＝1；又由S＋L＝J，所以量子数
•L-S耦合得到四个原子态是 3P2，1，0；1P1。
•G•2•s•(1•,•s•2
••l2• •G•4•l•(2•,•s•2• ) •s•2•
•但这六种耦合强度不等，显然G5, G6很小，轻原子的G1和 G2比G3和G4强，即两个轨道角动量耦合成总角动量:L；同样 两个自旋耦合成总自角动量：S ，然后 L与S耦合成 。这种 耦合称L-S耦合。
•推广到更多的电子系统：•L-S耦合： (s1s2…)(l1l2…)=(SL)＝Ｊ
• 按照洪特定则，pp组态在L－S耦合下的原子态对应
的能级位置如图所示
•（7）朗德间隔定则：
• 朗德还给出能级间隔的定则，在L-S耦合的某多重态 能级结构中，相邻的两能级间隔与相应的较大的J值成正 比。从而两相邻能级间隔之比等于两J值较大者之比。
•J+1
•J •J-1
•例，3D1,2,3三个能级地两 个间隔之比为：2：3