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氢原子有几个简并态?

考虑自旋的氢原子能级简并度=2n^2

氢原子的本征态由3个量子数决定,n是总量子数(=1,2,3,...),氢原子的能级等于E1/n^2;L是角动量量子数,可以取(0,1,2,...,n-1),L越大代表轨道越接近圆;m是轨道角动量分量(=-L,-L+1,...0,...L),它代表轨道的取向和我们人为选的坐标系的“极角”。

(n,L,m)中n确定后,有L=0,1,2,...,n-1,每一个对应的L又有2L+1个m的取值,所以共有1+3+5+...(2n-1)=n^2个简并。再由于每个(n,L,m)有两种可能的自旋(上 or 下),所以有2n^2种简并。

能极简并是指这些态虽然具有相同的能级,但是却有不同的角动量和“极角”。电子的角动量会有磁矩,可以利用磁矩和磁场耦合消除简并(能级劈裂)

匿名回答于2021-08-05 20:47:11


氢原子n=3的状态有3个简并态。

由Em-En=E1(1/m^2-1/n^2)=hv 处于n>3的激发态氢原子向处于主量子数n=3的状态氢原子跃迁,发射红外光子,由主量子数n=3的状态氢原子向高能级跃迁,产生三个简并态。

 简并态的特点: 温度较高,则载流子的能量相应的较大,载流子所能够占据的能级数目较多,这时即使半导体中有较多的载流子,但是这些载流子可以在许多能级中分布,所以也不需要考虑泡里不相容原理的限制,因此也可以看成为经典的载流子。

匿名回答于2022-02-19 05:51:34


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