材料现代分析方法课件1.ppt

面向世纪材料科学与工程高等教育改革试用教材所院校材料科学与工程公共专业课系列共建教材第一篇总论第一章电磁辐射与材料结构第一节电磁辐射与物质波光的粒子性：斯托列托夫实验（1872年，莫斯科大学）光电效应表明电磁辐射具有粒子性。光电理论密立根实验(1916年)：二电磁波谱电磁波谱三物质波德布罗意假说的正确性证实第二节材料结构基础(一)一原子能态极其表征类氢原子的能级结构主量子数n由En=-Z2R/n2可知：核外电子主能级角量子数l磁量子数mn,l,m共同表征电子的轨道运动，而s,ms表征电子的自旋运动M2原子能态与原子量子数量子理论将偶合过程分为J-J偶合与L-S偶合两种方式L-S偶合适用于中轻元素(Z<40）原子的能级可用符号nMLJ表示，称为光谱项塞曼分裂解读氦原子的一个光谱项23P2,1,03原子基态，激发，电离及能级跃迁二分子运动与能态双原子分子能级结构示意图2分子轨道与电子能级*轨道与轨道分子的电子能级图3分子的振动与振动能级*折合质量µ:分子振动与弹簧谐振子相比，不同之处在于其振动能量是量子化的。(2)多原子分子的振动H三原子的磁矩和原子核磁矩式1-14的经典电动力学推导：µs的大小由自旋量子数s决定：µs=­(gee/ħ)Ps=-ges(s+1)·e(1-21)单电子原子的总磁矩µj与总角动量Pj的关系为：赛曼分裂：2原子核自旋与核磁矩显然，I=0时PI=0，原子核无自旋现象；只有在I0时原子核才有自旋现象。PI在外磁场中的分量大小PIz由核自旋磁量子数mI决定：式1-34中：gI叫核自旋运动g因子，数值由实验测定。当mI=I时，µIz的值最大，常以此值表示核磁矩的大小。一般文献中所列的核磁矩µ均为此值(并以βΙ为单位)，即：四固体的能带结构能带的形成示意图（一般晶体的能带宽度ΔEg约为几个到十几个eV）：2能带结构的基本类型及相关概念•(5)能带中所有能级都被电子填满则称为满带。满带绝对零度时，金属中电子占据的最高能级称为费米能级，其能量称为费米能EF。