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不相容原理

不相容原理,全稱泡利不相容原理(Pauli exclusion principle),是微觀粒子運動的基本規律之一。它指出在費米子組成的系統中,不能有兩個或兩個以上的粒子處於完全相同的狀態。以下是詳細介紹:

套用方面。在原子中,完全確定一個電子的狀態需要四個量子數(電子的自旋方向、軌道量子數m、l、n),因此不相容原理表現為不能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的四個量子數。這意味著在一個特定的原子軌道上最多隻能容納兩個電子,且這兩個電子的自旋方向必須相反。

意義。不相容原理是電子在核外排布形成周期性的關鍵因素之一,也是化學元素周期表的解釋準則之一。

補充規則。能量最低原理洪特規則是對不相容原理的補充。能量最低原理指出,若乾粒子在一起時,能量最低的狀態是最穩定的平衡態。洪特規則則指出,當電子分布到能量簡併的原子軌道時,優先以自旋相同的方式分別占據不同的軌道,因為這種排布方式原子的總能量最低。

此外,泡利因不相容原理獲得了1945年的諾貝爾獎