什么是泡利不相容原理,泡利不相容原理,你了解多少

发布时间:2020-07-10 09:13:09

什么是泡利不相容原理,泡利不相容原理,你了解多少

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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。

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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。广义定义一个由n个费米子组成的量子系统的波函数ψ(ri,si)完全反对称: Ψ(r1,r2,……,rn;s1,s2,……,sn)=—Pψ(r1,r2,…,rn;s1,s2,…,sn) ri和si是第i个费米子的位置和自旋,P是置换算符,其作用是对换两个粒子: Pψ(r1,s1)=—Ψ(r1,s1)内容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:Ψ = ? Ψ,既Ψ = 0。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(r1,s1),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。
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