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伏尔夫岗·泡利对广义相对论有怎样的兴趣?

2023-07-14 22:26:13
TAG: 相对论
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小菜G

中学快毕业时,伏尔夫岗·泡利得知,爱因斯坦发表了广义相对论,这在当时是一门崭新的学科,是物理学的前沿。他对此表现了极大兴趣,甚至在课堂上也在偷偷地阅读。他那时已掌握了高等数学,所以读过爱因斯坦的著作后,他感到眼中的翳障突然消失,一下子对广义相对论能够心领神会了。

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泡利不相容原理(Pauli exclusion principle)又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。 基本介绍 中文名 :泡利不相容原理 外文名 :Pauli exclusion principle 别称 :泡利原理 提出者 :沃尔夫冈·泡利 提出时间 :1925年 套用学科 :化学、物理及其相关学科 适用领域范围 :化学、物理及其相关学科 套用范围 :对所有费米子有效(玻色子无效) 概念,历史,早期,泡利发展,电子排列,原理的建立,原理解释,原理的套用,同科电子原子态,氦原子能级之谜,费米–狄拉克统计, 概念 核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则.能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下,核外电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当能量最低的轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,也就是尽可能使体系能量最低.洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同.后来量子力学证明,电子这样排布可使能量最低,所以洪特规则可以包括在能量最低原理中,作为能量最低原理的一个补充。 泡利 自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全体费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l 、ml 、ms 。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全体费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。 最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。 一个由2个费米子组成的量子系统波函式完全反对称。 历史 早期 20世纪早期,从做化学实验发现,对于原子或分子,假若电子数量是偶数,而不是奇数,则这原子或分子会更具化学稳定性(chemical stability)。1914年,约翰内斯·里德伯建议,主量子数为 4 的电子层最多只能容纳 32 个电子,但是他并不清楚为什么会出现因子 。[4]:197 1916年,吉尔伯特·路易斯在论文《原子与分子》(The atom and the Molecule)里表述出六条关于化学行为的假定,其中,第三条假定表明,“原子倾向于在每个电子层里维持偶数量的电子,更特别倾向于维持8个电子对称性地排列于立方体的8个顶点。”但是,他并没有试图预测这模型会造成什么样的光谱线,而任何模型的预测都必须符合实验结果。[4]:198 化学家欧文·朗缪尔于1919年提议,将每个电子层按照其主量子数 分为 个同样体积的“细胞”,每个细胞都固定于原子的某个区域,除了最内部电子层的细胞只能容纳1个电子以外,其它每个细胞都可容纳2个电子。比较内部的电子层必须先填满,才可开始填入比较外部的电子层。[5] 1913年,尼尔斯·玻尔提出关于氢原子结构的波尔模型,成功解释氢原子线谱,他又试图将这理论套用于其它种原子与分子,但获得很有限的结果。经过漫长九年的研究,1922年,玻尔才又完成关于周期表内各个元素怎样排列的论述,并且建立了递建原理,这原理给出在各个原子里电子的排布方法──每个新电子会占据最低能量空位。但是,波尔并没有解释为什么每个电子层只能容纳有限并且呈规律性数量的电子,为什么不能对每个电子都设定同样的量子数?[4]:203 波尔模型 钠D线是因自旋-轨道作用而产生的双重线,波长分别为589.6nm、589.0nm。由于施加弱外磁场而产生的反常塞曼效应会使这双重线出现更多分裂: *589.6nm的谱线是2P1/2态向2S1/2态跃迁产生的谱线。 *589.0nm的谱线是2P3/2态向2S1/2态跃迁产生的谱线。[6] 由于弱外磁场作用,2S1/2态能级会分裂成两个子能级,2P1/2态也会分裂成两个子能级,但由于两个态的朗德g因子不同,因此会形成4条不同谱线。由于外磁场作用,2P3/2态能级会分裂成四个子能级,但是从2P3/2的+3/2态不能跃迁至2S1/2的-1/2态,从2P3/2的-3/2态不能跃迁至2S1/2的+1/2态,因此总共会形成6条不同谱线。[6] 泡利发展 泡利于1918年获准进入慕尼黑大学就读,阿诺·索末菲是他的博士论文指导教授,他们时常探讨关于原子结构方面的问题,特别是先前里德伯发现的整数数列 ,每个整数是对应的电子层最多能够容纳的电子数量,这数列貌似具有特别意义。1921年,泡利获得博士学位,在他的博士论文里,他套用玻尔-索末非模型来解析氢分子离子H2+问题。毕业后,泡利应聘到哥廷根大学成为马克斯·玻恩的助手,从事关于套用天文学微扰理论于原子物理学的问题。1922年,玻尔邀请泡利到哥本哈根大学的玻尔研究所做研究。在那里,泡利试图解释在原子谱光谱学领域的反常塞曼效应实验结果,即处于弱外磁场的碱金属会展示出双重线光谱,而不是正常的三重线光谱。泡利无法找到满意的解答,他只能将研究分析推广至强外磁场状况,即帕邢-巴克效应(Paschen-Backer effect),由于强外磁场能够退除自旋与原子轨道之间的耦合,将问题简单化,这研究对于日后发现不相容原理很有助益。[7] 隔年,泡利任聘为汉堡大学物理讲师,他开始研究形成闭合壳层的物理机制,认为这问题与多重线结构有关,因此他更加专注于研究碱金属的双重线结构。按照那时由玻尔带头提倡的主流观点,因为原子核的有限角动量,才会出现双重线结构。泡利不赞同这论点,1924年,他发表论文表明,碱金属的双重线结构是因为电子所拥有的一种量子特性,是一种无法用经典力学理论描述的“双值性”。为此,他提议设定新的双值量子数,只能从两个数值之中选一个为量子数的数值。后来撒姆尔·高斯密特(Samuel Goudsmit)与乔治·乌伦贝克确认这性质是电子的自旋。[7][8]:8-11 电子排列 从爱德蒙·斯通纳(Edmund Stoner)的1924年论文里,[9]泡利找到解释电子排列的重要线索,斯通纳在论文里提议,将电子层分成几个电子亚层,按照角量子数 ,每个电子亚层最多可容纳2个电子。斯通纳并且重点指出,在处于外磁场的碱金属的光谱线里,角量子数为 的价电子,其分裂出的能级数量等于 。泡利敏锐地查觉,在闭合壳层里,每个电子亚层都拥有2个电子,因为每一个电子都只能占据一个量子态 ;其中, 是电子的总角量子数, 是总磁量子数。电子的角量子数与自秉角量子数(1/2)共同贡献成总角量子数;电子的磁量子数与自秉磁量子数(+1/2或-1/2)共同贡献成总磁量子数。给定主量子数与角量子数,则总角量子数 的数值可以为 或 。对于每个总角量子数 ,总磁量子数 可以拥有 种数值。总合起来,每个电子亚层可以拥有2个电子。1925年,泡利发表论文正式提出泡利不相容原理:在闭合壳层里的每个电子都有其独特电子态,而这电子态是以四个量子数 来定义。[8][4]:205 1940年,泡利理论推导出粒子的自旋与统计性质之间的关系,从而证实不相容原理是相对论性量子力学的必然后果。[4]:207 保罗·埃伦费斯特于1931年指出,由于泡利不相容原理,在原子内部的束缚电子不会全部掉入最低能量的原子轨道,它们必须按照顺序占满越来越高能量的原子轨道。因此,原子会拥有一定的体积,物质也会那么大块。[10][11]:25,561-562[12]1967年,弗里曼·戴森与安德鲁·雷纳(Andrew Lenard)给出严格证明,他们计算吸引力(电子与核子)与排斥力(电子与电子、核子与核子)之间的平衡,推导出重要结果:假若不相容原理原理不成立,则普通物质会坍缩,占有非常微小体积。[13] 1964年,夸克的存在被提出之后不久,奥斯卡·格林柏格(Oscar Greenberg)引入了色荷的概念,试图解释三个夸克如何能够共同组成重子,处于在其它方面完全相同的状态但却仍满足泡利不相容原理。这概念后来证实有用并且成为夸克模型(quark model)的一部分。1970年代,量子色动力学开始发展,并构成粒子物理学中标准模型的重要成份。[3]:43 原理的建立 早在1921年前,泡利就被量子论的发展深深地吸引著,在读研究生时,就对原子光谱中的反常塞曼效应有着浓厚的兴趣。所谓塞曼效应,就是在强磁场的作用下原子、分子和晶体的能级发生变化,发射的光谱线发生分裂的现象。 塞曼效应分为两种:一种是存在于电子的自旋磁矩为零时的情况称为正常塞曼效应;而另一种是电子的自旋磁矩为士1/2时的情况称为反常塞曼效应,反常塞曼效应才是原子谱线分裂的普通现象,这种与实际情况相反的名称反映了人类认知过程中的历史局限性。1924年底,泡利为了正确理解反常塞曼效应,他在分析大量原子能级数据的基础上,仔细研究了碱金属光谱的双重结构,引人“经典不能描述的双重值”概念,写了一篇题为“原子内的电子群与光谱的复杂结构”的论文。 1925年以前,描述电子一般只用3个量子数,泡利的“双重值”实际上就等于要求电子要有第4个量子数。由于泡利当时觉得这篇论文中物理思想的提法太抽象而拿不定主意,就将该文寄给了玻尔,玻尔看后就立即鼓励他投到《物理杂志》,该文于1925年初发表。正是这篇文章提出了泡利不相容原理,为解释门捷列夫(D.1.Mendeleev)化学元素的周期性提供了理论依据,同时也奠定了他日后获得诺贝尔奖的基石。 原理解释 假如将任何两个粒子对调后波函式的值的符号改变的话,那么这个波函式就是完全反对称的。这说明两个费米子在同一个系统中永远无法占据同一量子态。由于所有的量子粒子是不可区分的,假如两个费米子的量子态完全相同的话,那么在将它们对换后波函式的值不应该改变。这个悖论的唯一解是该波函式的值为零: 泡利不相容原理 比如在上面的例子中假如两个粒子的位置波函式一致的话,那么它们的自旋波函式必须是反对称的,也就是说它们的自旋必须是相反的。 该原理说明,两个电子或者两个任何其他种类的费米子,都不可能占据完全相同的量子态。通常也称为泡利不相容原理(因奥地利物理学家泡利(1900~1958)而得名)。 原理的套用 泡利不相容原理是近代物理中一个基本的原理,由此可以导出很多的结果,这儿我们列举该原理在近代物理中三个重要的套用,即确定同科电子原子态, 氦原子能级之谜和费米–狄拉克统计。 同科电子原子态 原子中电子的状态用四个量子数(n, l, m l , m s )描述,其中 n 为主量子数,l 为轨道角动量量子数,ml轨道磁量子数,ms为自旋磁量子数。使用四个量子数是现代通用的标记方法,而非泡利当时采用的标记。主量子数 n 和轨道角动量量子数 l 的电子称为同科电子,同科电子的原子态需要考虑到泡利不相容原理的限制。泡利不相容原理表述为在原子中不可能有两个或两个以上电子具有完全相同的四个量子数(n, l, m l ,m s )。 氦原子能级之谜 借助于泡利不相容原理,海森堡提出了多电子原子的波函式具有反对称性,最早揭开了氦原子能级之谜。 费米–狄拉克统计 1926 年费米(E. Fermi)发现了遵循泡利不相容原理的单原子理想气体所遵循的被称为费米–狄拉克分布的 对称波函式与其他势能项相1926 年费米(E. Fermi)的函式,但费米没有给出具体的导出过程。费米依据费米–狄拉克分布函式研究低温下单原子理想气体量子化(简并)问题,费米给出了理想气体的平均动能,压强,熵和比热的表示式(与温度成正比),解决了金属中自由电子对比热贡献的难题。 同年狄拉克一篇研究量子力学理论的文章中构造出满足泡利不相容理论的多粒子体系的反对称波函式 ,狄拉克还意识到满足玻色–爱因斯坦统计的波函式是多粒子波函式是对称的。狄拉克还独立地导出了满足泡利不相容原理的全同粒子在不同能级不同温度下的费米–狄拉克分布函式,依据费米–狄拉克分布函式还研究了费米气体的能量,压强并且指出了费米气体比热正比于温度一次方,还发展了微扰论给出了爱因斯坦受激辐射理论中 B 系数的表达式。这儿我们跟随狄拉克从泡利不相容原理出发导出费米–狄拉克分布函式。
2023-07-14 19:55:201

泡利原理和洪特原则

泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理引。洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。洪特规则:当电子排布在能量相同的各个轨道时,电子总是尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子能量最低。如基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3,其中2p轨道上是px1py1pz1,而不会是px2py1pz0等。
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泡利是谁的学生?

沃尔夫冈·泡利的逸闻趣事 作为一个物理学家,泡利眼光是相当锐利的。比如费曼说的那个故事,泡利预言惠勒永远做不出那个什么超前推迟势的量子力学推广(果然他没作出),费曼事后着实被泡利的眼光震惊了。泡利年轻的时候大概是他最牛的时候,他和海森堡认识的时候,虽然不一样大,但是海森堡对他当真是言听计从,看来十分崇拜。海森堡刚开始想做相对论方向的工作,泡利作为已经在相对论方面已经算是一个小专家的人物,他告诉海森堡,他觉得相对论方面近期的进展是没有希望的了,但在原子物理方面机会却是大大的。要是海森堡去做相对论,就不是现在的样子了。 泡利以严谨博学而著称,也以尖刻和爱挑刺而闻名。1、泡利在二十岁时,有一次前去聆听爱因斯坦的演讲,坐在最后一排座位,他向爱因斯坦提出了一些问题,其火力之猛,连爱因斯坦都招架不住。据说此后爱因斯坦演讲时,眼光都要特别扫过最后一排,查验有无熟悉的身影出现。另外还传闻,爱因斯坦在一次国际会议上做报告,结束后泡利站起来说:“我觉得爱因斯坦并不完全是愚蠢的。”2、一次,在听了意大利物理学家塞格雷(后来发现反质子)的报告之后,泡利说:“我从来没有听过像你这么糟糕的报告。”塞格雷一言未发。泡利想了一想,回身对同行的瑞士物理化学家布瑞斯彻说:“如果你来做报告,情况会更加糟糕。当然,你上次在苏黎世的开幕式报告除外。”3、一次,泡利想去某地,但不知该怎么走,一位同事告诉了他。后来那位同事问他找到没有,他说:“不谈物理学的时候,你的思路应该说是清楚的。”4、他曾经批评学生的论文, “连错误都算不上。”他对一篇文章最好的评价就是:“这章几乎没有错。”Kronig最早提出电子自旋的概念,可是拿着论文去找泡利,被骂了一顿,因为泡利指出计算不符合相对论。于是他们没敢发这篇文章,悲惨啊。5、泡利被玻尔称为“物理学的良知”,因为他的敏锐、谨慎和挑剔,使他具有一眼就能发现错误的能力。物理学界笑谈存在一种“泡利效应”──泡利出现在哪里,那里的人不管是在做理论推导还是实验操作都会出岔子。6、以放荡不羁著名的物理学家费曼对别人的意见常常摆出一副“你管别人怎么说的”神气,但当有人提起泡利对当代物理学家的批判时,费曼却迫不及待想知道泡利对他做了何种评判,结果泡利仍然是不脱一贯的尖刻,说“费曼那家伙,讲起话来简直就像是纽约的黑社会人物”。费曼听了也只能哈哈大笑。7、泡利说:“哦,这竟然没什么错。”这通常表示一种高度赞许。有人编了一个笑话:泡利死后去见上帝,上帝把自己对世界的设计方案给他看,泡利看完后耸耸肩,说道:“你本来可以做得更好些……”这个笑话的另一版本是:泡利死后,来到天堂见到上帝。上帝把他关于宇宙的设计给泡利看。泡利看了半天,挠了挠头,说:“居然找不到什么错。”最后补充一点,泡利虽然为人刻薄,语言尖锐,但这并不影响他在同时代物理学家心目中的地位。在那个天才辈出,群雄并起的物理学史上最辉煌的年代,英年早逝的泡利仍然是夜空中最耀眼的几颗巨星之一,以致在他死后很久,当物理学界又有新的进展时,人们还常常想起他:“不知道如果泡利还活着的话,对此又有什么高见。” 对于所有热爱科学的人来说,爱因斯坦在上一世纪简直就是上帝。波恩曾经认为,泡利也许是比爱因斯坦还牛的科学家,不过他又补充说,泡利完全是另一类人,“在我看来,他不可能像爱因斯坦一样伟大。”那么泡利是怎么看爱因斯坦的呢?在1945年,泡利终于拿到了那个他觉得自己20年前就应该拿到的诺贝尔奖后,普林斯顿高等研究院为泡利开了庆祝会,爱因斯坦为此在会上演讲表示祝贺。泡利后来写信给波恩回忆这一段,说“当时的情景就像物理学的王传位于他的继承者。”泡...... 请问谁有物理学家泡利的传记?越详细越好,拜托啦。 15分 沃尔夫冈·泡利 美籍奥地利科学家沃尔夫冈·泡利(Wolfgang E.Pauli,1900~1958),是迎著20世纪一同来到世界的,父亲是维也纳大学的物理化学教授,教父是奥地利的物理学家兼哲学家。命运 给了泡利良好的生活、学习环境,他也自我证明了自己并未被命运宠坏。上中学时,泡利就对当时鲜为人知的爱因斯坦的广义相对论产生了浓厚的兴趣,经常埋首研读。1918年中学毕业后就成为慕尼黑大学索末菲教授的研究生。他的物理老师——著名的索 末菲教授请他为德国正准备出版的百科全书写一篇关于相对论的文章,泡利居然完成了一部250页的专题论著,使教授大为惊讶。1921年,泡利获慕尼黑大学博士学位。后来,爱因斯坦 看过泡利的论著后说:“任何一个人看到这样成熟和富于想象力的著作,都不能相信作者只是个21岁的学生。”泡利在学生时代就已展露了他的不同凡响的科学才华,引起了一些著名 物理学家的注意。 大学毕业后,泡利先后给马克斯·玻恩和尼尔斯·玻尔当助手。这两位当时站在世界物理学前沿尔后又都获得诺贝尔奖的科学家后来说到泡利时,都对他那寻根求源一丝不苟的钻研精神和他那闪现灵敏的思想火花记忆犹新。泡利总是有与众不同的见解而且绝不轻易为别人说服,他好争论但绝不唯我独尊。当他验证了一个学术观点并得出正确结论后,不管这个观点是他自己的还是别人的,他都兴奋异常,如获至宝,而把争论时的面红耳赤忘得一干二净。 正是他这种远世俗重真理的科学态度,赢得了索末菲、玻恩和玻尔的厚爱。他也从这些名师那里学到了富有教益的思维方法和实验技巧,为他后来的科研攀登打下了坚实的基础,终于以发现量子的不相容原理而迈入世界著名物理学家的行列。 1925年春,从汉堡大学传出一个令世界物理学界瞩目的消息:一个新的物理学原理——不相容原理诞生了。它的提出者正是当时在这个大学任教的、尚名不见经传的年轻学者——25岁的泡利。泡利的不相容原理可以这样表述:一个原子中,任何两个轨道电子的4个量子数不能完全相同。 不相容郸理并没有立刻呈现出它的价值,可是泡利的才华却因此而得到社会的承认。1928年,他被任命为苏黎世联邦工学院教授;1935年,他应邀前往美国讲学。1940年在美国普林斯顿高级研究所工作。此间,他还以科学的预见预言了中微子的存在,获得普朗克奖章。直到泡利提出不相容理论20年后的1945年,这个理论的正确性和它产生的广泛深远的影响才得以确认。不相容原理被称为量子力学的主要支柱之一,是自然界的基本定律,它使得当时所知 的许多有关原子结构的知识变得条理化。人们可以利用泡利引入的第四个、表示电子自旋的量子数,把各种元素的电子按壳层和支壳层排列起来,并根据元素性质主要取决于最外层的电子数(价电子数)这一理论,对门捷列夫元素周期律给以科学的解释。 泡利于1946年加入美国国籍,是美国科学发展协会的创始人之一。 泡利的主要成就是在量子力学、量子场论和基本粒子理论方面,特别是泡利不相容原理的建立和β衰变中的中微子假说等,对理论物理学的发展做出了重要贡献。1945年,泡利因他在 1925年即25岁时的“发现不相容原理”,获诺贝尔物理学奖。他把一生投入了科学研究,34岁才结婚。1958年,不幸病逝。 泡利物理学讲义适合什么样的学生看? 10分 脑子不是很活,物理需要概念来堆起的,成绩上游 没有人觉得二战时的物理学家很萌吗 利师承慕尼黑的索末菲,和海森堡是同门师兄弟。比小海大两个年级, 基本属性:表:圆圆的娃娃脸,胖乎乎的身材,貌似可掐可捏好欺负。 里:毒舌之神。 外号:上帝之鞭(意思就是说,他毒舌起来和上帝的鞭子一样毫不留情) 附加技能:泡利效应 毒舌事例1: 泡利跟路人甲(对不起不记得他名字了)去一起听路人乙(也不记得名字了)的讲座,讲完后,他跟路人乙讲:这是我有生以来听到过的最烂的演讲。 路人甲偷笑,然后泡利转向路人甲:我没有算上上次你在苏黎世的那次演讲。 毒舌事例2:爱因斯坦君某次做演讲,讲完后泡利站起来:看来爱因斯坦有时候也不是那么愚蠢。 毒舌事例3.其实最惨的是泡利身边的那些人,小海拿到诺贝尔奖以后跟记者说:泡利不知道骂过我多少次:你是个彻头彻尾的蠢驴。说实话,那对我很有好处(小海你绝对是个m吧),泡利的某学生回忆:他经常说我的作业:连错误都算不上。 然而泡利的眼神极为敏锐,往往一眼就能看出新理论的对错,每次都批的恰到好处,所以大家其实还是很欢迎这种毒舌的。 而像小海这种已经习惯了的人,他已经能够做到在被泡利骂的狗血淋头的时候依然坚持不懈的继续讲下去,引发无数围观群众的感慨。 谁能介绍下世界上常用的小语种?(语言) 20分 德语,法语,西班牙语, *** 语,日语,韩语。 以上各种,外交场合均可使用(当然要看对象啦) 看你自己有什么打算咯 请问谁有物理学家泡利的长篇传记?越详细越好,拜托啦。 30分 沃尔夫冈·泡利 美籍奥地利科学家沃尔夫冈·泡利(Wolfgang E.Pauli,1900~1958),是迎著20世纪一同 来到世界的,父亲是维也纳大学的物理化学教授,教父是奥地利的物理学家兼哲学家。命运 给了泡利良好的生活、学习环境,他也自我证明了自己并未被命运宠坏。 上中学时,泡利就对当时鲜为人知的爱因斯坦的广义相对论产生了浓厚的兴趣,经常埋首研 读。1918年中学毕业后就成为慕尼黑大学索末菲教授的研究生。他的物理老师——著名的索 末菲教授请他为德国正准备出版的百科全书写一篇关于相对论的文章,泡利居然完成了一部 250页的专题论著,使教授大为惊讶。1921年,泡利获慕尼黑大学博士学位。后来,爱因斯坦 看过泡利的论著后说:“任何一个人看到这样成熟和富于想象力的著作,都不能相信作者只 是个21岁的学生。”泡利在学生时代就已展露了他的不同凡响的科学才华,引起了一些著名 物理学家的注意。 大学毕业后,泡利先后给马克斯·玻恩和尼尔斯·玻尔当助手。这两位当时站在世界物理学 前沿尔后又都获得诺贝尔奖的科学家后来说到泡利时,都对他那寻根求源一丝不苟的钻研精 神和他那闪现灵敏的思想火花记忆犹新。泡利总是有与众不同的见解而且绝不轻易为别人说 服,他好争论但绝不唯我独尊。当他验证了一个学术观点并得出正确结论后,不管这个观点 是他自己的还是别人的,他都兴奋异常,如获至宝,而把争论时的面红耳赤忘得一干二净。 正是他这种远世俗重真理的科学态度,赢得了索末菲、玻恩和玻尔的厚爱。他也从这些名师 那里学到了富有教益的思维方法和实验技巧,为他后来的科研攀登打下了坚实的基础,终于 以发现量子的不相容原理而迈入世界著名物理学家的行列。 1925年春,从汉堡大学传出一个令世界物理学界瞩目的消息:一个新的物理学原理——不相 容原理诞生了。它的提出者正是当时在这个大学任教的、尚名不见经传的年轻学者——25岁 的泡利。泡利的不相容原理可以这样表述:一个原子中,任何两个轨道电子的4个量子数不能 完全相同。 不相容原理并没有立刻呈现出它的价值,可是泡利的才华却因此而得到社会的承认。1928年 ,他被任命为苏黎世联邦工学院教授;1935年,他应邀前往美国讲学。1940年在美国普林斯 顿高级研究所工作。此间,他还以科学的预见预言了中微子的存在,获得普朗克奖章。直到 泡利提出不相容理论20年后的1945年,这个理论的正确性和它产生的广泛深远的影响才得以 确认。不相容原理被称为量子力学的主要支柱之一,是自然界的基本定律,它使得当时所知 的许多有关原子结构的知识变得条理化。人们可以利用泡利引入的第四个、表示电子自旋的 量子数,把各种元素的电子按壳层和支壳层排列起来,并根据元素性质主要取决于最外层的 电子数(价电子数)这一理论,对门捷列夫元素周期律给以科学的解释。 泡利于1946年加入美国国籍,是美国科学发展协会的创始人之一。 泡利的主要成就是在量子力学、量子场论和基本粒子理论方面,特别是泡利不相容原理的建 立和β衰变中的中微子假说等,对理论物理学的发展做出了重要贡献。1945年,泡利因他在 1925年即25岁时的“发现不相容原理”,获诺贝尔物理学奖。他把一生投入了科学研究,34 岁才结婚。1958年,不幸病逝。 参考资料:...... 求在LCD发展史上一些科学家们研究中发生的有意思的事,供上课调节氛围使用,谢谢 十九世纪最后的三十年到二十世纪最初的几年里,不知是什么诱发了许 多母亲的基因变化,在这个世界突然之间生下了许多的天才,令人目不暇给。 就像雨后草地里的小蘑菇,蹭蹭往外窜,借用《秋菊打官司》里村长骂老婆 总生闺女时的粗话讲就是:一撇腿一个,一撇腿又一个,再一撇腿——还俩! 那后来在科学史上被称作激动人心的年代。在那个年代里,我们对自然 的认识,我们的世界观都发生了巨大的变化。这段时期,第二流的科学家做 著第一流的工作,无数新的发现和新的研究课题让许多年轻的天才们崭露头 角,如天空中的繁星。 在这灿烂的星光里,奥地利伟大的物理学家沃尔夫岗。泡利无疑是其中 最亮的一颗。(注意:不是后来获得诺贝尔和平奖的量子化学家泡令(Pa uling)) 泡利(WolfgangPauli)1900年4月25生于维也纳 一个知识分子家庭。他从小就表现了出色的数学才能,高中阶段即接触了当 时刚刚发表的爱因斯坦的相对论。中学毕业以后,泡利进入慕尼黑大学,师 从著名的大数学家和物理学家索末菲教授(A。Sommerfield), 当时的同学还有后来以“测不准原理”闻名于世的海森堡(W。Heise nburg)。上学期间,课堂上索末菲给他讲授统计物理,课下泡利给老 师讲相对论原理。当时有个出版社想出版一套百科全书,其中相对论一条委 托索末菲来撰写。索末菲把这个任务下达给了泡利,泡利很快写成了二百页 的文章交了上去。当时他才十九岁,而广义相对论也才发表仅仅三年时间。 广义相对论是以理论晦涩难懂且对数学程度要求高著称,当时有个著名 的玩笑,说世界上只有三个半人懂得广义相对论。而泡利的这篇文章不仅总 结了当时已有的成果,并且出了自己的解释和看法,是关于相对论的经典著 作。这个条目后来出了单行本《相对论原理》,并有中译本,在国内各个图 书馆都可以借阅到。即使从现在的观点来看也毫不过时,泡利当时对相对论 的各种结论及预测在八十年后也基本是正确的,而他所提出的问题也至今依 然没有解决。人们认为他这么年轻却有如此独到的见解,所以震惊了整个物 理学界,从此他一举成名。 得到博士学位以后,1921年,泡利和海森堡两人来到了哥廷根,在 著名的哥廷根学派领袖人物玻恩(M。Born)手下工作的一年,玻恩在 后来的自传中对这两个年轻人评价极高。在这里插一句嘴,在玻恩的自传《 我的一生和我的观点》中谈到他的学生们时说,他认为来自于中国的黄昆是 最聪明的。黄昆解放初回国,是国内固体物理学权威,他编写的教材《固体 物理学》是理科物理最好的教科书,后来当了中科院好像是半导体所的所长。 但我们也知道,他后来在物理学上的成就应该是哥廷根学派里比较低的。实 在令人深思。 接下来的一年,泡利又来到了作为当时物理学中心的哥本哈根的波尔研 究所做短期访问,与伟大的波尔(N。Bohr)一起工作,获易非浅。于 是在1924年,提出了作为量子力学基本假设之一的“泡利不相容原理”, 并以此项工作获得1945年的诺贝尔物理学奖。 1935年,泡利前往美国,在聚集了当时最出色的科学家的著名的普 林斯顿高级研究院工作了一年。接着去了密执安大学任教十年,二战结束后, 回到苏黎世大学任教一直到1958年去世。 泡利是那种标准的天才式的物理学家,其研究范围涉及了物理学的几乎 所有方面。他为人傲慢,言辞犀利刻薄,问题刁钻,且对任何权威都能直...... 谁能用简明、易懂、一个初三学生能懂的语言解释一下以下物理问题,别去复制百科!! 20分 这其实是高中化学的内容啦。。。 泡利不相容原理就是轨道内电子为全空或半满或全满为最稳定。 电子亚层是同一层电子的多个亚层,用s p d f 表示
2023-07-14 19:56:341

伏尔夫岗·泡利的家庭背景如何?

1900年4月25日,伏尔夫岗·泡利(1900~1958)生于奥地利首都维也纳。他的父亲做过医生,是一个有名的学者,后来担任维也纳大学胶体化学教授。泡利出生后接受过天主教的洗礼,教父是物理学家和哲学评论家厄恩斯特·马赫,因此泡利自幼就受到了良好的科学环境的熏陶。他在念小学时,学习成绩始终名列前茅。上中学后,课堂教学已经满足不了他的需要,他广泛阅读课外书籍,尤其喜欢自然科学。
2023-07-14 19:56:411

怎样理解泡利原理和洪特规则?

1.能量最低原理原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里,然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里。能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1~36号元素来说,应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。2.泡利原理(1)在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,这一原理被称为泡利原理。(2)因为每个原子轨道最多只能容纳 2个电子且自旋方向相反,所以从能层、能级、原子轨道、自旋方向四个方面来说明电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的。如氟原子的电子排布可表示为1s22s22p2p2p,由于各原子轨道中的电子自旋方向相反,所以9个电子的运动状态互不相同。3.洪特规则(1)在相同能量的原子轨道上,电子的排布将尽可能占据不同的轨道,而且自旋方向相同,这就是洪特规则。(2)通俗地说,洪特规则可以表述为电子总是尽量自旋平行地分占不同的轨道。如碳原子的电子排布图是,而不是。(3)洪特规则的特例在等价轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性。
2023-07-14 19:56:481

泡利原理和洪特原则,泡利原理和洪特原则区别

1.泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。 2.泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。 3.又称泡利原理、不相容原理引。 4.洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。 5.洪特规则:当电子排布在能量相同的各个轨道时,电子总是尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子能量最低。 6.如基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3,其中2p轨道上是px1py1pz1,而不会是px2py1pz0等。
2023-07-14 19:56:551

什么是泡利原理 洪特规则

这个主要讲的是电子在原子核外排布问题的两个原理!具体原理的话可以百度百科看看,那里介绍的比较详细!
2023-07-14 19:57:042

泡利发现“不相容原理”之后是在哪一年获得诺贝尔物理学奖的?

1922年泡利在哥廷根大学任M·玻恩的助教,结识了来该校讲学的N·玻尔。这年秋季到哥本哈根大学理论物理学研究所工作。1923~1928年,在汉堡大学任讲师。1928年到瑞士苏黎世的联邦工业大学任理论物理学教授。1935年为躲避法西斯迫害而到美国,1940年受聘为普林斯顿高级研究院的理论物理学访问教授。由于发现“不相容原理”(后称泡利不相容原理),获得1945年诺贝尔物理学奖。1946年重返苏黎世的联邦工业大学。1958年12月15日在苏黎世逝世。
2023-07-14 19:57:141

鲍林跟泡利是同一个人吗?

“泡利不相容原理”的那个泡利吗?两次诺奖那个鲍林吗?沃尔夫冈·泡利=Wolfgang Ernst Pauli(1900~1958)奥地利量子物理学家。莱纳斯·卡尔·鲍林=Linus Carl Pauling(1901~1994)美国量子化学家,和平卫士。
2023-07-14 19:57:331

求大神解释下泡利不相容原理

不知道你现在什么学历 高中的话 简单解释就是在原子的电子排布式中电子在s p 等能级里同一个方格里的两个电子自选方向相反 就是画的时候箭头相反 大学的话不是专业的不懂 下面就给你百度了一下 希望能采纳谢谢  泡利不相容原理:  指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原子、不相容原理。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。  核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则.能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下,核外电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当能量最低的轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,也就是尽可能使体系能量最低.洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同.后来量子力学证明,电子这样排布可使能量最低,所以洪特规则可以包括在能量最低原理中,作为能量最低原理的一个补充.  自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l 、ml 、ms 。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全同费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。  最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。  一个由个费米子组成的量子系统波函数完全反对称:  和是第个费米子的位置和自旋,是置换算符,其作用是对换两个粒子:  解释:  假如将任何两个粒子对调后波函数的值的符号改变的话,那么这个波函数就是完全反对称的。这说明两个费米子在同一个系统中永远无法占据同一量子态。由于所有的量子粒子是不可区分的,假如两个费米子的量子态完全相同的话,那么在将它们对换后不应该波函数的值不应该改变。这个悖论的唯一解是该波函数的值为零:  比如在上面的例子中假如两个粒子的位置波函数一致的话,那么它们的自旋波函数必须是反对称的,也就是说它们的自旋必须是相反的。
2023-07-14 19:57:401

什么是泡利不相容原理?

泡利不相容原理 泡利不相容原理指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原子、不相容原理。1925年由奥地利物理学家W.泡利提出。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。 
2023-07-14 19:57:541

为什么电子的排布要服从泡利原理和洪特规则?

泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px)最多只能容纳两个自旋相反的电子。洪特规则是说,在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。例如2p轨道共有三个,现在有四个电子要填进去,前面三个电子每个占了一个“空座位”,最后一个电子要么到3s轨道上找空座,要么和2p轨道中的电子“挤一挤”(这时会比进入空轨道的能量稍高)。这个电子最终发现还是和别人挤一挤更舒服(能量更低),跑到3s上好像还没这本事(自己能量不够)。电子在排布时总是要满足能量最低原理,并同时满足泡利原理和红特规则。再举一例:N核外7个电子,电子首先填充1s轨道(该轨道能量最低,优先排布,两个电子自旋相反,两个箭头一正一反)然后填2s(该轨道能量次低,2电子自旋相反),再填2p(剩余三个电子每个占据一个p轨道,三个电子自旋相同,每个电子用一个箭头,三个箭头方向相同,向上或向下都可以)。
2023-07-14 19:58:041

能解释一下泡利不相容原理吗?

泡利不相容原理其实是两大量子统计之一的费米-狄拉克统计的一个推论,其实质就是特定波函数的干涉相消。这种相消与光的双缝干涉实验中暗纹处的光波相消在本质上是一样的。我们能说光子在暗纹处彼此排斥吗?所以,即便你把这种干涉相消看成是一种“斥力”,它也不同于一般意义上的力。 首先声明:没人能讲清楚这个问题,因为没人真正弄得懂量子力学,这包括最顶级的物理学家。玻尔曾说:“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学。”爱因斯坦说:“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白。”天才的费曼说他知道可以这样算,但他一点儿也不知道为什么要这样算!我下面的话,我希望它能有一定的启发性;其中可能存在着误导成分,尽管我是在尽量避免,但毕竟描述物理的标准语言是数学,不是普通的日常用语,在某些地方,我难以不采取模糊的并带有错误成分的叙述。 微观粒子同时又是波,这意味着什么?个人觉得费曼的路径积分形式的量子力学所展示的图象特别惊人却又有助于理解问题的实质。这一奇异的情景大致是这样的:每个微粒(比如某个电子)在每一时刻都“化身千万”,每个化身粒子都无限快速地、以原粒子的波动特征去探索一条特定的路径,所有化身粒子探索全时空中的所有路径,然后根据路径的长短、方向、途中所遇情况等,每一化身粒子都返回“提交一探测报告”,所有化身粒子的所有报告汇总得出各个路径相应的波彼此叠加干涉的结果——哪些途径“更便于出行”,实际的粒子就更倾向于实际上走这些途径。报告汇总一定会指出那些经过另一个有着完全相同的量子数的电子的途径,由于完全地干涉相消,而成为禁止通行的途径,于是,电子就根本不去实际走这些将与那个全同的电子碰头的路径。 上面是自旋为半整数的费米子的情形,自旋为整数的玻色子则在全同时不是干涉相消而是干涉相长,即不表现为某种斥力,而是引力。之所以有此不同,是因为内部空间(表现为内禀的自旋)不同,而内外空间是有联系的,所以外部的波函数也就不同。在同时满足正则量子化的量子力学的要求和洛伦兹变换的狭义相对论的要求的前提下,经过一系列数学推演,发现粒子要有内禀的自旋,并且分成玻色子(遵循玻色-爱因斯坦统计)和费米子(遵循费米-狄拉克统计)两大类。 从量子力学的观点看,波的叠加干涉是无处不在的,四大基本力的媒介粒子不过就是四种特殊的玻色子,这些玻色子也都毫无例外地要参与相应的波动的叠加与干涉。从这个角度看,干涉所表现出来的力比四大基本力更基本! 宇宙以这样的方式体现其无比的恢宏——人类费尽心机使得一个问号转变成一个叹号的时候,宇宙又早已备好了更多的问号来回馈给人类。你可以不断地追问(这个过程充满着兴奋、惊奇还有沮丧、愤怒),但问号只会越来越多,永远不会看到问号枯竭的那一天。
2023-07-14 19:58:111

泡利不相容原理 洪特规则和能量最低原理的内容 和 区别

泡利不相容原理是每个轨道最多占据两个自旋方向相反的电子。洪特规则是电子优先占据能量相同的不同轨道(平行轨道)。能量最低原理电子占据轨道时要保证能量最低。
2023-07-14 19:58:193

泡利不相容原理,能量最低原理,洪特规则

泡利不相容原理,能量最低原理,洪特规则如下:泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理引。洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。相关介绍:在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有6个电子,按能量最低原理和泡利不相容原理,首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中。另外2个电子填入第二层的2s轨道中,剩余2个电子排布在2个不同的2p轨道上,具有相同的自旋方向,而不是两个电子集中在一个p轨道,自旋方向相反。作为洪特规则的补充,能量相等的轨道全充满、半满或全空的状态比较稳定。能量是守恒的,如果能量一部分会升高,另一部分则会下降,所谓下降的一部分就是能量降低的一部分,所以说能量为了保持平衡会自动降低,自然变化进行的方向都是使能量降低,因此能量最低的状态比较稳定,这就叫能量最低原理。所谓能量最低就是能势最低,相反对周围的引力最大,也叫引力最高原理。能量以波动形式传播,光也是一种能量波,所以,所以光的速度取决于被照射目标引力的大小。
2023-07-14 19:58:261

泡利不相容原理的名词解释

假如将任何两个粒子对调后波函数的值的符号改变的话,那么这个波函数就是完全反对称的。这说明两个费米子在同一个系统中永远无法占据同一量子态。由于所有的量子粒子是不可区分的,假如两个费米子的量子态完全相同的话,那么在将它们对换后波函数的值不应该改变。这个悖论的唯一解是该波函数的值为零:比如在上面的例子中假如两个粒子的位置波函数一致的话,那么它们的自旋波函数必须是反对称的,也就是说它们的自旋必须是相反的。该原理说明,两个电子或者两个任何其他种类的费米子,都不可能占据完全相同的量子态。通常也称为泡利不相容原理(因奥地利物理学家泡利(1900~1958)而得名)。
2023-07-14 19:58:471

洪特规则和泡利原理是什么?

泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理引。洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。相关介绍:在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有6个电子,按能量最低原理和泡利不相容原理,首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中。另外2个电子填入第二层的2s轨道中,剩余2个电子排布在2个不同的2p轨道上,具有相同的自旋方向,而不是两个电子集中在一个p轨道,自旋方向相反。作为洪特规则的补充,能量相等的轨道全充满、半满或全空的状态比较稳定。
2023-07-14 19:59:061

泡利不相容原理排斥力是什么力

当元素的原子相互距离为无限时,彼此间是不存在相互作用的。使它们相互靠近时,便会发生相互作用。这种相互作用既有吸引,也有排斥。无论采取什么方式结合,吸引都是来自于异号电荷的库仑相互作用;排斥则一方面来自同号电荷的库仑相互作用,另一方面来自于泡利不相容原理决定的电子间相互作用。泡利不相容原理(Pauli"s exclusion principle)又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则.能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下,核外电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当能量最低的轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,也就是尽可能使体系能量最低.洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同.后来量子力学证明,电子这样排布可使能量最低,所以洪特规则可以包括在能量最低原理中,作为能量最低原理的一个补充。自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全体费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l 、ml 、ms 。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全体费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。一个由2个费米子组成的量子系统波函数完全反对称。
2023-07-14 20:00:181

在1931年泡利提出了什么科学假想?

在1931年泡利大胆地提出了自己的科学假想——他假设存在一种新的粒子,它伴随β粒子从核中发射出来,但此种粒子质量很微小,不超过电子质量的万分之一,不带电,稳定,由此满足每次β衰变事件中能量守恒。并且为了使β衰变中自旋守恒,他还假设这种粒子的自旋为1/2。1932年,费米把这种粒子称为“中微子”,意思就是“微小的中性小家伙”。泡利的中微子假说提出以后,令人信服地说明了β衰变中失踪能量的去向,圆满地解决了这个矛盾。然而由于中微子没有电荷也没有质量,就像个“幽灵”般神秘莫测,
2023-07-14 20:01:091

沃尔夫冈·泡利的科学成就

1927年他引入了2× 2泡利矩阵作为自旋操作符号的基础,由此解决了非相对论自旋的理论。泡利的结果引发了保罗·狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。虽然狄拉克说,他发明了这些相同的矩阵自己独立的时候,没有受泡利的影响。狄拉克在结合狭义相对论与量子力学的过程中,发明类似的,但更大的(4 × 4)旋转矩阵,用以解释费米子的自旋。 泡利最重要的成就是泡利原理泡利不相容原理(Pauli"s exclusion principle 又称泡利原理、不相容原理):在原子的同一轨道中不能容纳运动状态完全相同的电子。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能容纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n个,因此每层最多容纳电子数是2n个。 1930年,泡利考虑了β衰变中能量不守恒的问题。12月4日,在一封给莉泽·迈特纳的信中,泡利向迈特纳等人提出了一个当时尚未观测到过的、电中性的、质量不大于质子质量1%的假想粒子来解释β衰变的连续光谱。1934年,恩里科·费米将这个粒子加入他的衰变理论并称之为中微子。首次证实中微子存在性的是1956年Frederick Reines和克莱德考恩的实验,两年半之后泡利才去世。在接到消息后,他回了一封电报:“感谢您的消息,对于懂得等待的人,一切终将了然。泡利。”
2023-07-14 20:01:161

洪特原理和泡利原理有什么区别?

泡利原理:在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反 洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。电子排轨道,先用洪特规则,一轨道一个排满该能级轨道,再用泡利原理,相反自选方向再派一遍。
2023-07-14 20:01:331

泡利不相容原理

嘿嘿,中国人说同性相斥是不是这个意思
2023-07-14 20:02:056

全同性推导泡利不相容原理

泡利不相容原理(Pauli exclusion principle)又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。
2023-07-14 20:02:301

泡利是怎样证实了新力学的正确性的?

泡利首先将这种新力学应用于氢原子光谱,算出了氢原子的定态能值,结果与玻尔的结论完全相符,从而证实了新理论的正确性。接着,物理学家们又用量子力学处理过去许多使人感到困惑的原子问题,也都获得了成功。
2023-07-14 20:02:371

泡利原理和洪特规则

泡利原理是说每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子;洪特规则是说,在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。洪特规则:洪特规则是描述多电子原子中的电子排布原则。简单地说,它指出,当多个电子占据同一个轨道时,它们的自旋角动量应尽量相互抵消,使确切的自旋角动量最小。这意味着电子会优先填充一个空轨道,而不是一个半满的子壳。洪特规则也称为Inerts规则。泡利原理:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子泡利原理和洪特规则的关联具有完全相同的四个量子数。或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。泡利原理和洪特规则的关联和区别:一、泡利原理和洪特规则的关联根据泡利原理和洪特规则的定律,一个原子的能级结构与每个电子的独特状态和相互作用有关。这些规则的重要性在于解释了电荷、距离、自旋等因素对原子结构的影响。同时,这些原则也为研究化学反应、化学键以及材料的性质提供了基础。二、泡利原理和洪特规则的区别1、描述对象不同泡利原理是描述单电子原子或离子中电子排布的原理,它描述了每个电子在同一原子中的状态都是独特的;而洪特规则是描述多电子原子或离子中电子的排布原则,主要是针对多个电子占据同一个轨道时它们的自旋角动量相互抵消的情况。2、适用范围不同泡利原理适用于描述电子在同时占据一个原子轨道中的排布情况;而洪特规则主要适用于描述多电子原子的电子排布,包括电子轨道能级的分布情况,以及电子自旋的方向等。
2023-07-14 20:02:441

物理家泡利的生平轶事?

  泡利是美籍著名的奥地利科学家、物理学家。关于泡利的趣闻轶事有哪些?下面是我为你收集整理的泡利的趣闻轶事,希望对你有帮助!   泡利的趣闻轶事   泡利是一名物理学家,以泡利原理而闻名,是那个时代被众人认可的物理学家。一生致力于物理学领域的研究,他还有一个非常特别的爱好,就是喜欢评论别人的东西,评论的时候往往是言辞犀利,丝毫不会顾及别人的情面。   关于泡利的趣闻轶事有很多,其中最有意思的故事就是泡利效应了,据说伟大的物理学家泡利天生都是不适合做实验的,他走到哪里,哪里的实验室的仪器就会莫名其妙的出现故障,据说当时物理学家弗兰克在位于哥根廷大学的实验室做实验,当时的实验仪器突然的出现问题,导致实验失败。当时弗兰克给泡利写信说到:你总算无辜了一回。没想到泡利非常诚实的回信说道:虽然我没有亲临现场,但是当时做实验的时候自己乘坐的火车正好在哥根廷的站台停留了一会!据说当时弗兰克在总结实验失败的原因时,很正经的写了一句话“泡利经过此地”。   泡利的趣闻轶事之二就是和爱因斯坦的故事了。泡利的个性非常强,虽然博学多识,但是也以尖刻出了名。据说泡利在二十岁的时候去听爱因斯坦演讲的时候,坐在了最后一排的位置,泡利向爱因斯坦提出了很多问题,问题的言辞犀利,一针见血让爱因斯坦难以招架,至此之后,爱因斯坦在演讲的时候,都要看看最后一排是否有熟悉的身影。之后传闻在爱因斯坦一次国际会议上,爱因斯坦做完报告之后泡利站起来说道:“我觉得爱因斯坦并不完全愚蠢。”言辞极其的犀利。   泡利简介   沃尔夫冈·泡利***1900~1958***,美籍著名的奥地利科学家、物理学家。泡利的成就主要是在量子力学、场论和初级粒子理论方面,特别是泡利不相容原理的建立和β衰变中的中微子假说等,为理论物理学以后的发展打下了重要的基础。   泡利简介要从泡利出生开始:1900年4月泡利出生在奥地利维也纳,父亲是一位医学博士兼维也纳物理学家,中学自修物理学。1918年中学毕业带着父亲的介绍信直接做著名物理学家索末菲的研究生。同年发表第一遍关于引力场中能量分量的问题论文。1919年批判并指出了韦耳引力理论中的错误,得到各界人士的关注。1921年,泡利发表了一篇氢分子模型的论文并获得博士学位。同年,他为德国的《数学科学百科全书》写了一片长达237页的关于狭义和广义相对论的词条,该文到今天仍然是该领域的经典文献之一。1922年,泡利到格丁根大学跟随玻恩助教,期间发表多篇论文。1923-1928年泡利成为汉堡大学的讲师,在此期间泡利提出了他发现的最重要的原理——泡利不相容原理,为原子物理以后的发展做了铺垫。   二战爆发后,泡利为了躲避法西斯,1935年全家移居美国;1940年,受聘成为普林斯顿高阶研究所理论物理学访问教授;1945年,因他之前发现的不相容原理被瑞典皇家科学院授予诺贝尔物理学奖;1946年,泡利重返苏黎世的联邦工业大学。1958年12月15日,泡利不幸在苏黎世逝世,享年58岁。   泡利简介只是他生平简单概括,其中泡利原理最为引人注目。他在学问上始终追求严谨的态度,生活上为人刻薄,语言犀利,但从不影响他在业界人士心中的地位。   泡利原理   泡利原理是由奥地利科学家泡利提出,又称为泡利不相容原理,这个原理解释了微观粒子运动的基本规律,是物理领域中最重大的发现。   泡利原理中指出在费米子组成的整个系统中,是不能有两个及其以上的粒子处于完全相同的状态中的,原子中能够确定一个电子的状态情况是需要四个量子数的,所以泡利原理在原子中的表现形式是:不可能有两个及其以上的电子是有完全相同的四个量子数的,这成为电子的元素周期表的准则之一。   泡利原理的概念中包括核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则的相关解释。其中能量最低原理就是指在不违背泡利原理的前提之下,在核外的电子总是最先占据能量最低的轨道,只有在能量最低的轨道都占满之后,核外电子才会按照顺序依次进入到能量较高的轨道中去,也就是尽可能的让整个组成的体系能量处于最低的状态中。   关于洪特规则是在等价的轨道之中,这里说的等价轨道指的是相同的电子层、电子亚层上的各个轨道。在等价轨道中的电子尽可能的分占不同的轨道,而且是自旋方向相同,这个理论是能量最低原理的补充原理。   泡利原理就是自旋为半整数的费米子所遵从的一条原理,这个原理可以表述为全部的费米子体系当中是不可能有两个或者是两个之上的粒子同时处于相同的单粒子状态的,而其中的电子自旋也是遵循泡利原理的。
2023-07-14 20:03:451

泡利原理是什么?

1、洪特原理:电子在能量相同的轨道,即等价轨道上排布时,总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向同向,因为这样的排布方式总能量最低,称为洪特规则。2、泡利原理:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。扩展资料:能量最低原理:能量是守恒的,如果能量一部分会升高,另一部分则会下降,所谓下降的一部分就是能量降低的一部分,所以说能量为了保持平衡会自动降低,自然变化进行的方向都是使能量降低,因此能量最低的状态比较稳定,这就叫能量最低原理。所谓能量最低就是能势最低,相反对周围的引力最大,也叫引力最高原理。能量以波动形式传播,光也是一种能量波,所以,所以光的速度取决于被照射目标引力的大小。
2023-07-14 20:03:521

怎么区分泡利原理与洪特规则

泡利原理与洪特规则区分如下:泡利原理是说每个轨道(例如1s轨道,2p轨道中的px),最多只能容纳两个自旋相反的电子。泡利不相容原理所属现代词,指的是在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原理、不相容原理引。洪特规则是说在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋。相关介绍:在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有6个电子,按能量最低原理和泡利不相容原理,首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中。另外2个电子填入第二层的2s轨道中,剩余2个电子排布在2个不同的2p轨道上,具有相同的自旋方向,而不是两个电子集中在一个p轨道,自旋方向相反。作为洪特规则的补充,能量相等的轨道全充满、半满或全空的状态比较稳定。泡利原理和洪特原则的内洪特规则,就是在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。泡利原理,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态,也就是一个亚层中最多能有2个电子,自旋相反。洪德定则又名洪德规则,洪特规则,是原子核外电子排布规律之一,指原子核外电子的排布必先尽可能分占在同一电子亚层的各个轨道上,且自旋方向相同,于1925年由德国物理学家弗里德里希·洪特提出。洪特规则指出,对于一个给定的电子组态形成的一组原子态,总自旋量子数Ms最大的能量最低,总自旋量子数S相同时,总角量子数L最大的能量最低。
2023-07-14 20:04:051

洪特规则和泡利原理是什么?

洪特原理:电子在能量相同的轨道,即等价轨道上排布时,总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向同向,因为这样的排布方式总能量最低,称为洪特规则。2、泡利原理:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。
2023-07-14 20:04:242

沃尔夫冈·泡利的逸闻趣事

作为一个物理学家,泡利眼光是相当锐利的。比如费曼说的那个故事,泡利预言惠勒永远做不出那个什么超前推迟势的量子力学推广(果然他没作出),费曼事后着实被泡利的眼光震惊了。泡利年轻的时候大概是他最牛的时候,他和海森堡认识的时候,虽然不一样大,但是海森堡对他当真是言听计从,看来十分崇拜。海森堡刚开始想做相对论方向的工作,泡利作为已经在相对论方面已经算是一个小专家的人物,他告诉海森堡,他觉得相对论方面近期的进展是没有希望的了,但在原子物理方面机会却是大大的。要是海森堡去做相对论,就不是现在的样子了。 泡利以严谨博学而著称,也以尖刻和爱挑刺而闻名。1、泡利在二十岁时,有一次前去聆听爱因斯坦的演讲,坐在最后一排座位,他向爱因斯坦提出了一些问题,其火力之猛,连爱因斯坦都招架不住。据说此后爱因斯坦演讲时,眼光都要特别扫过最后一排,查验有无熟悉的身影出现。另外还传闻,爱因斯坦在一次国际会议上做报告,结束后泡利站起来说:“我觉得爱因斯坦并不完全是愚蠢的。”2、一次,在听了意大利物理学家塞格雷(后来发现反质子)的报告之后,泡利说:“我从来没有听过像你这么糟糕的报告。”塞格雷一言未发。泡利想了一想,回身对同行的瑞士物理化学家布瑞斯彻说:“如果你来做报告,情况会更加糟糕。当然,你上次在苏黎世的开幕式报告除外。”3、一次,泡利想去某地,但不知该怎么走,一位同事告诉了他。后来那位同事问他找到没有,他说:“不谈物理学的时候,你的思路应该说是清楚的。”4、他曾经批评学生的论文, “连错误都算不上。”他对一篇文章最好的评价就是:“这章几乎没有错。”Kronig最早提出电子自旋的概念,可是拿着论文去找泡利,被骂了一顿,因为泡利指出计算不符合相对论。于是他们没敢发这篇文章,悲惨啊。5、泡利被玻尔称为“物理学的良知”,因为他的敏锐、谨慎和挑剔,使他具有一眼就能发现错误的能力。物理学界笑谈存在一种“泡利效应”──泡利出现在哪里,那里的人不管是在做理论推导还是实验操作都会出岔子。6、以放荡不羁著名的物理学家费曼对别人的意见常常摆出一副“你管别人怎么说的”神气,但当有人提起泡利对当代物理学家的批判时,费曼却迫不及待想知道泡利对他做了何种评判,结果泡利仍然是不脱一贯的尖刻,说“费曼那家伙,讲起话来简直就像是纽约的黑社会人物”。费曼听了也只能哈哈大笑。7、泡利说:“哦,这竟然没什么错。”这通常表示一种高度赞许。有人编了一个笑话:泡利死后去见上帝,上帝把自己对世界的设计方案给他看,泡利看完后耸耸肩,说道:“你本来可以做得更好些……”这个笑话的另一版本是:泡利死后,来到天堂见到上帝。上帝把他关于宇宙的设计给泡利看。泡利看了半天,挠了挠头,说:“居然找不到什么错。”最后补充一点,泡利虽然为人刻薄,语言尖锐,但这并不影响他在同时代物理学家心目中的地位。在那个天才辈出,群雄并起的物理学史上最辉煌的年代,英年早逝的泡利仍然是夜空中最耀眼的几颗巨星之一,以致在他死后很久,当物理学界又有新的进展时,人们还常常想起他:“不知道如果泡利还活着的话,对此又有什么高见。” 对于所有热爱科学的人来说,爱因斯坦在上一世纪简直就是上帝。波恩曾经认为,泡利也许是比爱因斯坦还牛的科学家,不过他又补充说,泡利完全是另一类人,“在我看来,他不可能像爱因斯坦一样伟大。”那么泡利是怎么看爱因斯坦的呢?在1945年,泡利终于拿到了那个他觉得自己20年前就应该拿到的诺贝尔奖后,普林斯顿高等研究院为泡利开了庆祝会,爱因斯坦为此在会上演讲表示祝贺。泡利后来写信给波恩回忆这一段,说“当时的情景就像物理学的王传位于他的继承者。”泡利倒是一点都不客气,认为自己就是继承者了。 泡利一生最遗憾的是,他是那个时代公认最聪明的物理学家,却没有做一个划时代的发现。他一生喜欢评论别人的东西,经常是一针见血,不过很可惜,他一生反对错了最重要的两件事情,一个电子自旋, 一个宇称不守恒。可能一个人过于敏锐了,对于一些违反常规的想法有一种本能的抵制。
2023-07-14 20:04:511

量子力学泡利原理内容

泡利原理一般指泡利不相容原理 泡利不相容原理(Pauli exclusion principle)又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。
2023-07-14 20:05:131

什么是泡利不相容原理?

简炼版本如下:两个粒子不能在同一时刻处在相同的位置,这就是不相容原理.
2023-07-14 20:05:244

“泡利不相容原理”是谁发现的?

泡利(1900一1958),奥地利物理学家。因发现“泡利不相容原理”,对原子结构的建立与微观世界的认识产生了巨大的影响,对相对论及量子力学的发展做出了杰出贡献,获得1945年诺贝尔物理学奖。
2023-07-14 20:05:401

泡利不相容原理

泡利不相容原理(Pauli"s exclusion principle)又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。中文名:泡利不相容原理外文名:Pauli"s exclusion principle别称:泡利原理提出者:沃尔夫冈·泡利提出时间:1925年应用学科:化学、物理及其相关学科应用范围:对所有费米子有效
2023-07-14 20:06:071

泡利不相容原理的内容是什么?最好举个例子!

泡利不相容原理 自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l、ml、ms。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全同费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。 例子,比如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。
2023-07-14 20:06:211

泡利的生平经历是怎样的一个过程?

泡利(Wolfgang Ernst Pauli,1900~1958),瑞士籍奥地利理论物理学家,1900年4月25日生于维也纳。1918年中学毕业后就成为慕尼黑大学的研究生,导师是A·索末菲。1921年以一篇关于氢分子模型的论文获得博士学位。1922年在哥廷根大学任M·玻恩的助教,结识了来该校讲学的N·玻尔。这年秋季到哥本哈根大学理论物理学研究所工作。1923~1928年,在汉堡大学任讲师。1928年到瑞士苏黎世的联邦工业大学任理论物理学教授。1935年为躲避法西斯迫害而到美国,1940年受聘为普林斯顿高级研究院的理论物理学访问教授。由于发现“不相容原理”(后称泡利不相容原理),获得1945年诺贝尔物理学奖。1946年重返苏黎世的联邦工业大学。1958年12月15日在苏黎世逝世。
2023-07-14 20:06:281

泡利不相容原理是什么原理?

泡利不相容原理其实是两大量子统计之一的费米-狄拉克统计的一个推论,其实质就是特定波函数的干涉相消。这种相消与光的双缝干涉实验中暗纹处的光波相消在本质上是一样的。我们能说光子在暗纹处彼此排斥吗?所以,即便你把这种干涉相消看成是一种“斥力”,它也不同于一般意义上的力。首先声明:没人能讲清楚这个问题,因为没人真正弄得懂量子力学,这包括最顶级的物理学家。玻尔曾说:“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学。”爱因斯坦说:“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白。”天才的费曼说他知道可以这样算,但他一点儿也不知道为什么要这样算!我下面的话,我希望它能有一定的启发性;其中可能存在着误导成分,尽管我是在尽量避免,但毕竟描述物理的标准语言是数学,不是普通的日常用语,在某些地方,我难以不采取模糊的并带有错误成分的叙述。微观粒子同时又是波,这意味着什么?个人觉得费曼的路径积分形式的量子力学所展示的图象特别惊人却又有助于理解问题的实质。这一奇异的情景大致是这样的:每个微粒(比如某个电子)在每一时刻都“化身千万”,每个化身粒子都无限快速地、以原粒子的波动特征去探索一条特定的路径,所有化身粒子探索全时空中的所有路径,然后根据路径的长短、方向、途中所遇情况等,每一化身粒子都返回“提交一探测报告”,所有化身粒子的所有报告汇总得出各个路径相应的波彼此叠加干涉的结果——哪些途径“更便于出行”,实际的粒子就更倾向于实际上走这些途径。报告汇总一定会指出那些经过另一个有着完全相同的量子数的电子的途径,由于完全地干涉相消,而成为禁止通行的途径,于是,电子就根本不去实际走这些将与那个全同的电子碰头的路径。上面是自旋为半整数的费米子的情形,自旋为整数的玻色子则在全同时不是干涉相消而是干涉相长,即不表现为某种斥力,而是引力。之所以有此不同,是因为内部空间(表现为内禀的自旋)不同,而内外空间是有联系的,所以外部的波函数也就不同。在同时满足正则量子化的量子力学的要求和洛伦兹变换的狭义相对论的要求的前提下,经过一系列数学推演,发现粒子要有内禀的自旋,并且分成玻色子(遵循玻色-爱因斯坦统计)和费米子(遵循费米-狄拉克统计)两大类。从量子力学的观点看,波的叠加干涉是无处不在的,四大基本力的媒介粒子不过就是四种特殊的玻色子,这些玻色子也都毫无例外地要参与相应的波动的叠加与干涉。从这个角度看,干涉所表现出来的力比四大基本力更基本!宇宙以这样的方式体现其无比的恢宏——人类费尽心机使得一个问号转变成一个叹号的时候,宇宙又早已备好了更多的问号来回馈给人类。你可以不断地追问(这个过程充满着兴奋、惊奇还有沮丧、愤怒),但问号只会越来越多,永远不会看到问号枯竭的那一天。
2023-07-14 20:06:351

泡利不相容原理的内容是什么?最好举个例子!

泡利不相容原理自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l、ml、ms。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全同费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。例子,比如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。
2023-07-14 20:06:421

泡利不相容原理是什么?

两个电子处于相同的量子态,其波函数相反,因此总波函数为零,也就是说两个电子处于同一状态的概率为0,此即泡利不相容原理.
2023-07-14 20:06:533

泡利不相容原理和洪特规则有什么关系?

洪特规则特例是指:对于基态原子来说在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。对于同一电子亚层中,当电子排布为全充满、半充满或全空时是比较稳定的。洪特规则特例前提:对于基态原子来说,在能量相等的轨道上,自旋平行的电子数目最多时,原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。泡利不相容原理泡利不相容原理(Pauli exclusion principle),又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数。所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。以上内容参考:百度百科——泡利不相容原理
2023-07-14 20:07:091

谁能简单解释一下泡利不相容原理和洪特规则?

们知道一个轨道最多可以容纳2个电子,泡利不相容原理说的是在一个轨道里所容纳的2个电子自旋方向必须相反,自旋相同的2电子是填不进去的。而洪特规则指的是 几个平行等价的轨道(不是一个轨道)电子尽可能占据不同的且自旋相同的轨道。泡利不相容原理适用于2个电子填一个轨道的类型,洪特规则适用于多个电子填多个轨道时的情况。你所看到的定律结论是正确的 但是我觉得第一个不是对泡利不相容原理的根本解释。随便举个例子,C原子吧。外层电子数4个,2个电子填2S轨道,(这里就是泡利不相容原理了,这2S轨道上的2电子必须自旋相反),剩下的2个电子填3个平行的2P轨道,这里就用洪特规则了,这2个电子尽可能占据自旋相同不同轨道,所以就形成了2S2,2Px1,2Py1,这样的电子排布,而不是2S2,2Px2.2Px1和2Py1上的2电子自旋相同。谢谢。。。
2023-07-14 20:07:251

请简单阐述一下泡利不相容原理,到底应该如何理解一个轨道上不能超过2个电子?

如果把薛定愕方程用到氢原子,解方程的话,就知道了。每一个轨道对应一个能量状态,它的Z,L.M都是于其他不同的。
2023-07-14 20:07:535

泡利不相容原理

泡利不相容原理(Pauli"s exclusion principle) 指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。又称泡利原子、不相容原理。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能客纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n2个、每层最多容纳电子数是2n2。 核外电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则.能量最低原理就是在不违背泡利不相容原理的前提下,核外电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当能量最低的轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,也就是尽可能使体系能量最低.洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同.后来量子力学证明,电子这样排布可使能量最低,所以洪特规则可以包括在能量最低原理中,作为能量最低原理的一个补充. 自旋为半整数的粒子(费米子)所遵从的一条原理。简称泡利原理。它可表述为全同费米子体系中不可能有两个或两个以上的粒子同时处于相同的单粒子态。电子的自旋,电子遵从泡利原理。1925年W.E.泡利为说明化学元素周期律提出来的。原子中电子的状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数ml以及自旋磁量子数ms所描述,因此泡利原理又可表述为原子内不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的4个量子数n、l 、ml 、ms 。根据泡利原理可很好地说明化学元素的周期律。泡利原理是全同费米子遵从的一条重要原则,在所有含有电子的系统中,在分子的化学价键理论中、在固态金属、半导体和绝缘体的理论中都起着重要作用。后来知道泡利原理也适用于其他如质子、中子等费米子。泡利原理是认识许多自然现象的基础。 最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。 一个由个费米子组成的量子系统波函数完全反对称 和是第个费米子的位置和自旋,是置换算符,其作用是对换两个粒子
2023-07-14 20:08:101

泡利不相容原理和洪特规则的理解

(1)泡利不相容原理---同一个轨道里,不能有四个量子数完全相同的两个电子!推理---同一个轨道里的两个电子自旋必定相反!简单解释:同一个轨道里的两个电子,一个正自旋,一个反自旋!(2)能量最低原理---核外电子排布,尽先占据能量最低的轨道!简单解释---能级交错!1s2,2s2,2p6,3s23p6,4s2,3d10,4p6...(3)洪特规则---电子尽先分占不同的轨道,且自旋相同!推理---轨道半满,轨道全满是比较稳定的状态!简单解释:(7)n---1s2,2s2,2px,2py,2pz
2023-07-14 20:08:202

泡利矩阵的介绍

泡利矩阵,指3 维转动群在2x2自旋表象下的一个表示。
2023-07-14 20:08:271

什么是泡利原理 洪特规则

泡利原理 :一个原子轨道最多容纳两个电子,而且自旋方向相反应 洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是首先单独占一个轨道,而且自旋方向相同.
2023-07-14 20:08:401

什么是泡利不相容原理?

泡利不相容原理(Pauli exclusion principle)又称泡利原理、不相容原理,是微观粒子运动的基本规律之一。它指出:在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数,所以泡利不相容原理在原子中就表现为:不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m,l,n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。
2023-07-14 20:08:483

什么叫“泡利不相容”原理?

泡利不相容原理,能量最低原理和洪特规则电子在原子核外的运动状态是相当复杂的.1个电子的运动状态取决于它所处的电子层,电子亚层,轨道的空间伸展方向和自旋状况.科学实验还告诉我们,在1个原子里,2个电子的电子层,电子亚层,轨道的空间伸展方向和自旋完全相同是不可能的.这个原理叫泡利不相容原理.根据这个原理,可以知道每一轨道中只能容纳2个自旋相反的电子,并可进一步推算出每个电子层中最多可容纳的电子数是2n2.
2023-07-14 20:09:283

光子泡利不相容原理是什么?

泡利不相容原理其实是两大量子统计之一的费米-狄拉克统计的一个推论,其实质就是特定波函数的干涉相消。这种相消与光的双缝干涉实验中暗纹处的光波相消在本质上是一样的。我们能说光子在暗纹处彼此排斥吗?所以,即便你把这种干涉相消看成是一种“斥力”,它也不同于一般意义上的力。首先声明:没人能讲清楚这个问题,因为没人真正弄得懂量子力学,这包括最顶级的物理学家。玻尔曾说:“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学。”爱因斯坦说:“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白。”天才的费曼说他知道可以这样算,但他一点儿也不知道为什么要这样算!我下面的话,我希望它能有一定的启发性;其中可能存在着误导成分,尽管我是在尽量避免,但毕竟描述物理的标准语言是数学,不是普通的日常用语,在某些地方,我难以不采取模糊的并带有错误成分的叙述。微观粒子同时又是波,这意味着什么?个人觉得费曼的路径积分形式的量子力学所展示的图象特别惊人却又有助于理解问题的实质。这一奇异的情景大致是这样的:每个微粒(比如某个电子)在每一时刻都“化身千万”,每个化身粒子都无限快速地、以原粒子的波动特征去探索一条特定的路径,所有化身粒子探索全时空中的所有路径,然后根据路径的长短、方向、途中所遇情况等,每一化身粒子都返回“提交一探测报告”,所有化身粒子的所有报告汇总得出各个路径相应的波彼此叠加干涉的结果——哪些途径“更便于出行”,实际的粒子就更倾向于实际上走这些途径。报告汇总一定会指出那些经过另一个有着完全相同的量子数的电子的途径,由于完全地干涉相消,而成为禁止通行的途径,于是,电子就根本不去实际走这些将与那个全同的电子碰头的路径。上面是自旋为半整数的费米子的情形,自旋为整数的玻色子则在全同时不是干涉相消而是干涉相长,即不表现为某种斥力,而是引力。之所以有此不同,是因为内部空间(表现为内禀的自旋)不同,而内外空间是有联系的,所以外部的波函数也就不同。在同时满足正则量子化的量子力学的要求和洛伦兹变换的狭义相对论的要求的前提下,经过一系列数学推演,发现粒子要有内禀的自旋,并且分成玻色子(遵循玻色-爱因斯坦统计)和费米子(遵循费米-狄拉克统计)两大类。从量子力学的观点看,波的叠加干涉是无处不在的,四大基本力的媒介粒子不过就是四种特殊的玻色子,这些玻色子也都毫无例外地要参与相应的波动的叠加与干涉。从这个角度看,干涉所表现出来的力比四大基本力更基本!宇宙以这样的方式体现其无比的恢宏——人类费尽心机使得一个问号转变成一个叹号的时候,宇宙又早已备好了更多的问号来回馈给人类。你可以不断地追问(这个过程充满着兴奋、惊奇还有沮丧、愤怒),但问号只会越来越多,永远不会看到问号枯竭的那一天。
2023-07-14 20:09:351

s、 p、 d、 f各代表什么意思

s轨道能容下两个电子,只有一个电子时就是未成对。p轨道能容下6个电子,但排电子时是先排三个,再以此排这三个的成对电子,所以有4个电子时就是两个未成对。d轨道能容下10个电子,也是先排5个,再排5个。电子对为位于同一分子轨道的一对电子。根据泡利不相容原理、一原子中的电子不能有同一量子数,若电子要留在同一分子轨道中(主量子数、角量子数、磁量子数一致),需改变其自旋量子数。电子为费米子,其自旋为 -1/2 或 +1/2 ,因此一分子轨道中只能有一对电子。电子在原子轨道的运动遵循三个基本定理:能量最低原理、泡利不相容原理、洪德定则。能量最低原理的意思是:核外电子在运动时,总是优先占据能量更低的轨道,使整个体系处于能量最低的状态。物理学家泡利在总结了众多事实的基础上提出:不可能有完全相同的两个费米子同时拥有同样的量子物理态。泡利不相容原理应用在电子排布上,可表述为:同一轨道上最多容纳两个自旋相反的电子。该原理有三个推论:①若两电子处于同一轨道,其自旋方向一定不同;②若两个电子自旋相同,它们一定不在同一轨道;③每个轨道最多容纳两个电子。洪特规则洪特在总结大量光谱和电离势数据的基础上提出洪特规则(Hund"s rule):电子在简并轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行。对于同一个电子亚层,当电子排布处于全满(s2、p6、d10、f14)半满(s1、p3、d5、f7)全空(s0、p0、d0、f0)时比较稳定。扩展资料不成对电子指在分子轨道中只以单颗存在的电子,而不形成电子对。因成对的电子较为稳定,不成对电子在化学中是相对较罕见的,而具有不成对电子的原子则较易发生反应。在有机化学中,不成对电子通常都应用在自由基中,以解释众多的化学反应。在d和f轨域中有不成对电子的自由基是较常见的,因这两种轨域较不具方向性,因此不成对电子不能有效地形成稳定的二聚体。在一些稳定的分子中也会出现不成对电子。氧分子中有两颗不成对电子,而一氧化氮中有一颗。电子排布式的表示方法为:用能级符号前的数字表示该能级所处的电子层,能级符号后的指数表示该能级的电子数,电子依据“能级交错”后的能级顺序顺序和“能量最低原理”、“泡利不相容原理”和“洪德规则”三个规则进行。另外,虽然电子先进入4s轨道,后进入3d轨道(能级交错的顺序),但在书写时仍然按1s∣2s,2p∣3s,3p,3d∣4s的顺序进行。参考资料来源:百度百科-原子轨道参考资料来源:百度百科-未成对电子
2023-07-14 20:09:531