闭卷重建库仑二体到约化质量的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
原子与分子物理 · 小纸条
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闭卷重建径向方程与角向分离的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建量子数与简并的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建氢能级与波函数尺度的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建节点与径向概率的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建实验:类氢能级与谱线的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建实验:径向概率归一的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
核心:球坐标分离 ψ=R_nl(r)Y_lm(θ,φ),角向本征值 l(l+1)ħ² 进入有效径向势;算例/实验:从 Laplacian 写出 u=rR 的一维径向方程并说明 u(0)=0;反例:R 与 u 的归一化测度不同,不能共用同一积分。
核心:质心与相对坐标把电子—原子核二体问题约化为质量 μ 的粒子处在 -Ze²/(4πε0r) 势中;算例/实验:推导 μ 并比较 H、D 与无限重核的 Rydberg 常数;反例:把 μ 直接取 m_e 会漏掉同位素位移的主项。
核心:E_n=-μZ²e⁴/[2(4πε0)²ħ²n²],典型半径随 n²/Z 增长;算例/实验:计算 He⁺ n=2 结合能与最概然半径,和 H 对比;反例:最概然半径、期望半径和径向概率峰位置不是同一量。
核心:n,l,m 的取值来自边界、正则性和角动量本征问题;非相对论 Coulomb 能量只依赖 n;算例/实验:列出 n=3 的全部空间态并计入自旋简并;反例:简并来自对称性,不是因为电子沿同一经典轨道。
核心:输入 Z、μ/m_e 和 n,输出 eV 能级与跃迁波长;算例/实验:用 H、D、He⁺ 和高n四组测试核验 Z² 与约化质量缩放;反例:高Z时相对论与核尺寸修正增大,简单公式有适用边界。
核心:角节点数 l,径向节点数 n-l-1;可观测径向分布为 P(r)=r²|R|²;算例/实验:画 1s、2s、2p 的 R 与 P,解释 2s 节点处符号改变而概率为零;反例:波函数正负不是电荷正负;相位只在干涉和矩阵元中显现。
核心:对给定指数型试探径向函数数值积分 r²|R|²并归一;算例/实验:比较网格、截断半径、指数参数和原点处理;反例:有限区间归一会丢尾部,误差必须随截断半径收敛。