作业帮平行自旋的电子产生交换能.
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/13 11:06:25
平行自旋的电子产生交换能.
两个电子的最低能量状态是分占不同轨道且自旋平行,这种稳定状态是由于产生了交换能,因为能量的产生会使物质的稳定性降低,但是由于交换能却使两个电子更加稳定所以我推测交换能是一种负能,不知理解是否正确?但是又一想说产生负能似乎跟常识不服,因为与其说产生了负能为何不说体系能量降低?我想请教一下交换能到底是怎样一种存在?它是一种什么形式的能量?它在维持电子体系的稳定中起怎样的作用?为什么说它与自旋平行的电子两两组合的数目成比例?我的高数和物理知识基础有限,希望明白的高手尽量说的仔细但不是特别难懂,处理提问
两个电子的最低能量状态是分占不同轨道且自旋平行,这种稳定状态是由于产生了交换能,因为能量的产生会使物质的稳定性降低,但是由于交换能却使两个电子更加稳定所以我推测交换能是一种负能,不知理解是否正确?但是又一想说产生负能似乎跟常识不服,因为与其说产生了负能为何不说体系能量降低?我想请教一下交换能到底是怎样一种存在?它是一种什么形式的能量?它在维持电子体系的稳定中起怎样的作用?为什么说它与自旋平行的电子两两组合的数目成比例?我的高数和物理知识基础有限,希望明白的高手尽量说的仔细但不是特别难懂,处理提问
这个~据我所知氦的基态（基态就是对应最小能量的能量本征态）就是两个电子占据同样的轨道而自旋方向不同（即1s1s）.这和你说的不符哦.
我这里简单说下交换作用,也许会对lz有帮助.交换作用是纯粹的量子效应,在经典极限情况下回消失.由于电子是费米子,其波函数必然满足交换反对称性.这种对称性会对波函数的结构产生约束,而使得在一定的电子态下,体系能级的选取不是那么自由.比如,在氦的基态下,此时电子总自旋为0,也就是说其总的波函数中的自旋部分呈交换反对称性.于是为使总的波函数也是交换反对称的,就要求其径向波函数为交换对称.而由于在无外磁场情况下,体系的哈密尔顿量与自旋无关（此处忽略了量级很小的自旋轨道作用等的影响）,这个对称的径向波函数就决定了体系的能量.
我这里简单说下交换作用,也许会对lz有帮助.交换作用是纯粹的量子效应,在经典极限情况下回消失.由于电子是费米子,其波函数必然满足交换反对称性.这种对称性会对波函数的结构产生约束,而使得在一定的电子态下,体系能级的选取不是那么自由.比如,在氦的基态下,此时电子总自旋为0,也就是说其总的波函数中的自旋部分呈交换反对称性.于是为使总的波函数也是交换反对称的,就要求其径向波函数为交换对称.而由于在无外磁场情况下,体系的哈密尔顿量与自旋无关（此处忽略了量级很小的自旋轨道作用等的影响）,这个对称的径向波函数就决定了体系的能量.