氢原子有几个简并态

问题描述

精选答案

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E1^2；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）

其他回答

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氢原子n=3的状态有3个简并态。

由Em-En=E1(1/m^2-1^2)=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。