复旦量子力学讲义第六章自旋和角动量.ppt

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1、复旦量子力学讲义第六章自旋和角动量 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望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6.1 电子自旋Stern-Gerlach实验Stern-Gerlach实验6.1 电子自旋Uhlenbeck Goudsmit 理论6.1 电子自旋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6.2 电子的自旋算符和自旋函数电子自旋算符的矩

2、阵表示，泡利矩阵6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数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6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数6.2 电子的自旋算符和自旋函数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？6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程经典哈密顿量6.3

3、 粒子在电磁场中的运动：泡利方程6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程薛定谔方程：6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程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)6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程守恒流6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程规范变换6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程Pauli方程6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程6.3 粒子在电磁场中的运动：泡利方程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6.4 La

4、ndau 能级6.4 Landau 能级6.5 两个角动量的耦合角动量升降算符6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合无耦合表象：6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合耦合表象：6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.5 两个角动量的耦合6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon

5、系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数例：L,S耦合,取 共同表象，本征函数为6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数6.6 Clebsch-Gordon系数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6.7 光谱线精细结构无耦合表象耦合

6、表象(是常数)6.7 光谱线精细结构6.7 光谱线精细结构L,S耦合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)6.7 光谱线精细结构6.7 光谱线精细结构6.7 光谱线精细结构6.7 光谱线精细结构钠原子2P项的精细结构6.7 光谱线精细结构6.8 Zeeman效应正常Zeeman效应(不考虑L,S耦合)6.8 Zeeman效应6.8 Zeeman效应6.8 Zeeman效应6.8 Zeeman效应强磁场中S项和P项的分裂6.8 Zeeman效应6.8 Zeeman效应反常Zeeman效应(考虑L,S耦合)6.8 Zeeman效应6.8 Zeeman效应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6.9 自旋单态和三重态6.9 自旋单态和三重态6.9 自旋单态和三重态6.9 自旋单态和三重态6.9 自旋单态和三重态6.9 自旋单态和三重态两个电子自旋组合的四种可能态本章小结本章小结本章小结