Kendi mekanik ve manyetik anlar (dönüş). Elektronun kendi mekanik momentinin kendi mekanik ve manyetik anları

Elektronun mekanik ve manyetik anları

Elektron Orbital Manyetik Moment

Bilindiği gibi her akım, manyetik bir alan oluşturur. Bu nedenle, yörünge anının sıfırdan farklı olduğu bir elektron, manyetik bir an olmalıdır.

Klasik temsillerin, hareket miktarının anı formu vardır.

nerede - hız, yörüngenin eğriliğinin yarıçapıdır.

Bir alanla kapalı akımın manyetik anı manyetik bir an oluşturur

- Uçak için tek normal ve - şarj ve elektron kütlesi.

Karşılaştırma (3.1) ve (3.2), biz

Manyetik moment, mekanik an çarpanı ile ilişkilidir.

bir elektron için manyetomechanical (horomagnetic) tutumu denir.

Momentlerin projeksiyonları için aynı bağlantıya sahibiz

Kuantum mekaniğine geçiş, operatör denklemleriyle sayısal denklemlerin değiştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Formüller (3.5) ve (3.6), yalnızca bir atomdaki bir elektron için değil, aynı zamanda mekanik torku olan herhangi bir yüklü parçacıklar için de geçerlidir.

Operatörün kendi değeri eşittir

manyetik bir kuantum numarası nerede (bkz. Bölüm.2.1)

Manyeton bora denilen kalıcı

Birimlerde, J / TL'dir.

Aynı şekilde, kendi manyetik anınızı alabilirsiniz.

orbital kuantum numarası nerede.

Genellikle kayıt kullan

nerede. Eksi işareti bazen indirdi.

Bir elektronun kendi mekanik ve manyetik anları (dönüş)

Elektron, elektronun kendi mekanik (ve dolayısıyla, örneğin manyetik) noktasıyla ilişkili dördüncü bir özgürlük derecesine sahiptir. Bir spin varlığı göreceli Dirac denkleminden takip ediyor

nerede - vektör matris, - - dört zamanlı matrisler.

Miktarların dört satır matrisleri olduğundan, dalga fonksiyonunun bir sütun olarak kaydetmek için uygun dört bileşene sahip olması gerekir. Çözümler (3.12) Biz gerçekleştirmeyeceğiz ve bir elektronda (kendi anınız) bir elektronda (kendi anınız) varlığını, kökenini açıklamaya çalışmamak için postürleriz.

Bir elektron dönüşünün varlığını takip eden deneyimli gerçeklere kısa bir süre odaklanacağız. Bu doğrudan kanıtlardan biri, Spatial niceleyindeki Stern ve Gerlah'ın (1922) Alman fizyemlerinin deneyiminin sonuçlarıdır. Bu deneylerde, nötr atomların demetleri, tek tip bir manyetik alanın oluşturulduğu alandan geçirildi (Şekil 1.1). Böyle bir alanda, manyetik bir anı olan bir parçacık, enerji ve güç kazandırır.

hangisi ayrı bileşenlere bir paket bölünebilir.

İlk deneylerde, gümüş atom demetleri incelenmiştir. Kiriş eksen boyunca geçirildi, eksen boyunca bölünmüş gözlendi. Kuvvetlerin ana bileşeni eşittir

Gümüş atomlar heyecanlanmazsa ve en düşük seviyede bulunursa, yani bir durumda (), kirişin hiç bölünmemelidir, çünkü bu tür atomların orbital manyetik anı sıfırdır. Heyecanlı atomlar için (), kiriş, manyetik kuantum sayısının () olası değerlerinin sayısına göre tek sayıda bileşen üzerinde ayrılmalıdır.

Aslında, ışın bölünmesi iki bileşene gözlendi. Bu, bölünmeye neden olan manyetik momentin, manyetik alanın yönünde iki çıkıntıya sahip olduğu ve karşılık gelen kuantum sayısının iki değer alır. Deneyin sonuçları, Hipotezi Hakkında Hipotezi itmek için Ulyndeck ve Gaudsmitit (1925) Hollanda Fizikçileri'ni istedi kendi mekanik ve ilgili manyetik anların bir elektronunun varlığı.

Orbital bir numara ile analoji ile, elektronun kendi mekanik momentini karakterize eden bir kuantum numarası sunuyoruz. Bölünme sayısını tanımlarız. Dolayısıyla

Kuantum sayısının spin kuantum numarası olarak adlandırılır ve hareket miktarının kendi veya dönüş anını karakterize eder (veya sadece "döndürme"). Spin Mekanik Tork ve Spin Spin Spin'in çıkıntılarını tanımlayan manyetik kuantum numarası, iki değeri vardır. Çünkü, ama, başka hiçbir değer yok ve sonuç olarak,

Terim çevirmekingilizce kelimeden geliyor ÇEVİRMEK.Ne dönecek olan şey.

Elektronun nabzının omurga anı ve projeksiyonunun olağan kurallarla nicelendirilmesidir:

Her zaman olduğu gibi, değerleri ölçerken, olası iki değerden biri elde edilir. Ölçümden önce, herhangi bir süperpozisyon mümkündür.

Spin varlığı, elektronun kendi ekseninin etrafında döndürülmesiyle açıklanamaz. Elektron kütlesi ekvator üzerine dağılırsa, mekanik torkun maksimum değeri elde edilebilir. Ardından, sıra noktasının büyüklüğünü elde etmek için, ekvator noktalarının doğrusal hızı M / S (M - klasik elektron yarıçapı), yani, önemli ölçüde daha fazla ışık hızı olmalıdır. Böylece, sırtın göreceli olmayan dikkati imkansızdır.

Stern ve Gerlacha'nın deneylerine geri dönelim. Bilgi ve bölünme (boyut olarak), spin manyetik momentinin çıkıntısının manyetik alanın yönünde hesaplayabilirsiniz. Bu bir manyeton bor'dur.

Arasındaki ilişkiyi alıyoruz ve:

Değer vermek

spin manyetik tutumu denir ve orbital manyetik ilişkinin iki katıdır.

Aynı bağlantı, spin manyetik ve mekanik anlar arasında:

Şimdi tutarı buluruz:

Ancak, elektronun spin manyetik momentinin bir manyeton boruna eşit olduğunu söylemek alışılmıştır. Bu tür bir terminoloji tarihsel olarak geliştirmiştir ve manyetik anı ölçerken genellikle projeksiyonunu ölçerken ve sadece 1'dir.

Elektronun kendi mekanik momentinin kendi mekanik anı, döndürme denir. Spin, yükü ve kütlesi gibi entegre bir elektron özelliğidir. Elektronun spin, kendi manyetik anına karşılık gelir, l S'ye kadar orantılıdır ve ters yönde yönlendirilir: P S \u003d G S L S, G S, döndürme anların horokagnetik oranıdır. Vektör B: P SB \u003d EH / 2M \u003d  B, H \u003d H / 2,  B \u003d Magneton Bor. A atomunun toplam manyetik anı \u003d elektron atomunun manyetik anlarının vektör toplamı: P A \u003d P M + P MS. Stern ve Gerlacha'yı deneyimleyin. Manyetik anların ölçümleri yapılması, homojen olmayan bir manyetik alandaki dar hidrojen atomlarının dar ışınının 2 kirişe ayrıldığını bulmuşlardır. Bu durumda (atomlar s eyaletindeydi), elektron nabzının momenti 0, ayrıca, atomun 0'a eşit manyetik momentinin yanı sıra, manyetik alan, hidrojen atomunun hareketini etkilemez. , bölünme olmamalıdır. Bununla birlikte, diğer çalışmalar, hidrojen atomlarının spektral çizgilerinin, bir manyetik alanın yokluğunda bile böyle bir yapıyı tespit ettiğini göstermiştir. Daha sonra, spektral çizgilerin böyle bir yapısının, elektronun kendi görünür olmayan mekanik torkunun geri aradığı gerçeğiyle açıklandığı tespit edilmiştir.

21.Obital, döndürme ve elektronun tam açısal ve manyetik momenti.

Elektron, spin olarak adlandırılan puls m'ün kendi anı vardır. Değeri, kuantum mekaniğinin genel yasaları ile belirlenir: MS \u003d  H \u003d  H [(1/2) * (3/2)] \u003d (1/2)  H3, ml \u003d  H - Yörünge anı. Projeksiyon, birbirinden farklı kuantum değerlerini alabilir. M sz \u003d m s  h, (M s \u003d s), m lz \u003d m l  h. Kişinin kendi manyetik momentinin değerini bulmak için master S G ler,  S - kendi manyetik moment oranı ile

 S \u003d -EM S / M E C \u003d - (E  H / M E C)  \u003d - B 3,  B - Magneton bor.

İşaret (-), çünkü M ve  S farklı yönlere yönlendirilir. Elektronun anı 2: Orbital M L ve SP döndürür. Bu ilave, farklı elektronların yörüngesel anlarının katlandığı kuantum yasalarına göre gerçekleştirilir: MJ \u003d  H, J, Jantum'un tam anın tam anıdır.

22. Harici bir manyetik alanda atom. Etkisi Zeeman. .

Zeeman'ın etkisi, manyetik alan atomları üzerindeki etki altında enerji seviyelerinin bölünmesi denir. Seviyelerin bölünmesi, spektral çizgileri birkaç bileşene bölünmesine neden olur. Manyetik alanın yayılan atomları üzerindeki etki altındaki spektral çizgilerin bölünmesi de Zeeman'ın etkisi olarak adlandırılır. Zeemansky Bölme seviyeleri, manyetik bir anı olan bir atomun, manyetik bir alanda ek bir enerji aldığı gerçeğiyle açıklanmaktadır. E \u003d - JB B,  JB - manyetik anın alanın yönüne verilmesi.  JB \u003d - B GM J, E \u003d  B GM J, ( J \u003d 0, 1, ..., J). Enerji seviyesi eğimde bölünür ve bölünme değeri, bu seviyenin J, J, J, J, S, J'ye bağlıdır.

Kendi mekanik ve manyetik anlar (dönüş)

Bir dönüş varlığının gerekçesi. Schrödinger denklemi, hidrojen ve daha karmaşık atomların enerji spektrumunu hesaplamanızı sağlar. Bununla birlikte, atomların enerji seviyelerinin deneysel olarak belirlenmesi, teorinin deneyimle tam bir tesadüf olmadığını göstermiştir. Kesin ölçümler ince bir seviye yapı buldu. Tüm seviyeler, ana ek olarak, çok sayıda çok yakın kurbanlara ayrılır. Özellikle, hidrojen atomunun ilk heyecanlı seviyesi ( n. \u003d 2) Sadece 4,5 10 -5 enerji farklılığıyla iki sublevele bölün ev. Şiddetli atomlarda, ince bölünmenin büyüklüğü akciğerlerden çok daha fazladır.

Teorinin bu farklılığını deneyimle açıklamak, elektronun bir başka iç özgürlük derecesine sahip olduğu varsayımla (Ulyndebeck, Gaudsmith, 1925) tarafından yönetildi. Bu varsayıma göre, elektron ve diğer temel parçacıkların çoğu, yörünge momentumunla birlikte, nabızın kendi mekanik anlarına sahiptir. Bu kendi anı geri denir.

Mikropartikülde bir arkanın varlığı, bazı açılardan küçük bir dönen kurta benzer olduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, bu analoji tamamen resmidir, çünkü kuantum yasaları, dürtü anının özelliklerini önemli ölçüde değiştirir. Kuantum teorisine göre kendi şu an mikroparçacık noktasında olabilir. Arkanın önemli ve önemsiz olmayan bir kuantum özelliği, yalnızca bir parçacıkta özel bir yönlendirme ayarlayabileceğidir.

Elektriksel olarak şarj edilmiş parçacıklardaki kendi mekanik torkunun varlığı, şarj işareti paralel (pozitif şarj) veya paralel (negatif şarj) döndürme vektörüne bağlı olarak kendi (spin) manyetik momentlerinin görünümüne yol açar. Kendi manyetik moment, nötr bir parçacıkta, örneğin nötron.

Bir elektron dönüşünün varlığı, sert bir gümüş atomunun bir homojen olmayan manyetik alanın etkisiyle (tek tip bir alanda, yalnızca oryantasyonu değiştirmesi; yalnızca Homojen olmayan alan, alan boyunca ya da sahaya göre yöne bağlı olarak hareket eder). Beklenmeyen gümüş atomları, küresel olarak simetrik bir S-durumdadır, yani, orbital bir anı sıfıra eşittir. Elektron orbital hareketi ile ilişkili sistemin manyetik momanı (Klasik teoride olduğu gibi) doğrudan mekanik anla orantılıdır. İkincisi sıfırsa, sıfır ve manyetik an olmalıdır. Böylece dış manyetik alan, ana halde gümüş atomların hareketini etkilememelidir. Deneyim böyle bir etkinin olduğunu göstermektedir.

Deney, gümüş atom, alkali metal ve hidrojen demetini parçalıyordu, ancak her zamansadece gözlendi İki kiriş, zıt taraflarda eşit olarak saptırılır ve manyetik bir alanın yokluğunda ışınlara göre simetrik olarak simetrik olarak düzenlenmiştir. Bu, yalnızca alanın varlığındaki valans elektronunun manyetik momentinin, aynı modülün ve tersi üzerindeki tersi iki değer alabileceği gerçeğiyle açıklanabilir.

Deneylerin sonuçları sonuca varıyor periyodik sistemin birinci grubunun atomlarının manyetik alanında bölünmesi, S-durumunda bilerek bulunan, iki bileşene, valans elektronunun spin manyetik momentinin iki olası durumuyla açıklanmaktadır.Manyetik momentin izdüşümünün manyetik alanın yönüne (sapma etkisini belirler), kıç ve gerlah'in deneylerinden belirlenen, sözde verilenlere eşit olduğu ortaya çıktı magneton Bora.

Bir değerlik elektronuna sahip olan atomların enerji seviyelerinin ince yapısı, bir elektronda bir dönüş varlığıyla aşağıdaki gibi açıklanmaktadır. Atomlarda (hariç) S.- Koşullar) Yörünge hareketinden dolayı, manyetik alanın, spin manyetik anı (sözde döner yörünge etkileşimi) etkisi olan elektrik akımları vardır. Elektronun manyetik anı, alanın veya alana karşı yönlendirilebilir. Spinin farklı yönelimlerine sahip koşullar, her bir seviyenin ayrılmasına yol açan enerjilerle biraz farklıdır. Dış kabuğundaki çeşitli elektronlarla atomlar, ince yapı daha karmaşık olacaktır. Yani iki elektronlu helyumda, elektronların (sıfır - paragheliumun toplam dönüşü) ve paralel dönüşler durumunda üçlü (tarakter) (toplam sıkma eşittir) paralel anti-paralel dönüşler için tek hatlar (singletörler) vardır. h. - Ortgels), iki elektronun toplam arkasındaki orbital akımların manyetik alanının yönünde üç olası projeksiyona karşılık olarak (+ H, 0, -H).

Böylece, bir dizi gerçek, elektronların yeni bir özgürlük derecesine kadar öznitelik ihtiyacına yol açtı. Devletin tam bir açıklaması için, üç koordinat veya kuordinasyon-mekanik bir seti oluşturan herhangi bir üç değerle birlikte, arkanın çıktılamasının değerini seçilen yöne ayarlamanız gerekir (arka modül gerekmez) Belirtilmek üzere, çünkü herhangi bir parçacık ile değişmez, hangi koşulları değiştirmez).

Arkanın yanı sıra, yörünge anının projeksiyonunun yanı sıra, çoklu, çoklu H.. Elektron Ulenebek'ün ve gaudsmith dönüşünün sadece iki yönü olduğu için elektron dönüşünün çıkıntısının olduğu görülmüştür. S. z. Herhangi bir yön için iki değer alabilir: S. z. \u003d ± h / 2.

1928'de, Dirac, elektronun varlığının ve dönüşünün takip ettiği bir elektron için göreceli bir kuantum denklemi aldı. h / 2. Özel hipotez olmadan.

Elektron Spin 1/2'nin bir protonu, nötron ile aynıdır. Fotonun dönüşü 1'dir. Potonun kütlesi sıfır olduğundan, daha sonra ikisi de olasıdır ve projeksiyonunun +1 ve -1'in üçü değil. MAXWELL elektrodinamiğindeki bu iki projeksiyon, elektromanyetik yazılım dalgasının olası iki dairesel kutuplaşmasına ve dağıtım yönüne göre saat yönünün tersine birleşmesine karşılık gelir.

Dürtü tam anın özellikleri.Ve yörünge momenti M ve Sıkma anları sadece kuantum ayrık değerleri alan değerlerdir. Şimdi belirtilen anların vektörü olan dürtü tam anını göz önünde bulundurun.

Dürtüün tam anı operatörü operatörlerin miktarı olarak belirlenir ve

Operatörler ve gidip, operatör koordinatlarda hareket ederken ve operatör onlara etki etmemektedir. Bunu gösterebilirsin

yani, nabızın tam anın projeksiyonları, yörünge anının projeksiyonları ile aynı şekilde birbirleriyle geçemez. Operatör, operatörün ve projeksiyonun operatörünün (birinin) operatörünün fiziksel miktarlara karşılık geldiğini ve aynı anda ölçülebilir numaraya ilişkin olarak, operatörün ve operatörün (birincili) olduğunu takip ettiğinde herhangi bir projeksiyonla birlikte gelir. Operatör ayrıca operatörlerle birlikte geçer.

Merkezi Kuvvet Alanındaki Elektronun Durumu üç kuantum sayısına göre belirlenmiştir: n, L, M.Kuantum seviyeleri E. n. Genel olarak, iki kuantum numarası belirlendi n, L. Aynı zamanda, bir elektronun dönüşü dikkate alınmadı. Spin'i de göz önünde bulundurursanız, her durumun özünde iki yönündedir, çünkü sırtın iki yönü mümkündür S. z. \u003d Hm. s. ; m. s. \u003d ± 1/2. Böylece, dördüncü kuantum numaraları birleştirilir m. s. Yani, arkadan dikkate alınan dalga işlevi işaretlenmelidir.

Her termal için E. n, L. Biz var (2 l. + 1) yörünge momentinin oryantasyonunda farklılık gösteren durumlar (sayı m.), Her biri farklı olan iki eyalete düşme sırası soyadında olacaktır. Böylece 2 vardır (2) (2) l. + 1) - Koruma.

Artık arkanın zayıf etkileşimini, orbital akımların manyetik alanıyla düşünürsek, devletin durumu, yörünge anına göre döndürme yönüne bağlı olacaktır. Bu tür bir etkileşimle enerji değiştirmek, farklı olanlar arasındaki enerji arasındaki farkla karşılaştırıldığında yeterli değildir. n, L. Ve bu nedenle yeni çizgiler birbirine yakın ortaya çıkıyor.

Böylece, atomun iç manyetik alanına göre döndürme anın yönündeki fark, spektral çizgilerin çoğunluğunun kökeni açıklanabilir. Yukarıdakilerden, bir optik elektronlu atomlar için, elektron dönüşünün iki yönünden dolayı sadece çiftler (çift hat) mümkündür. Bu sonuç deneysel verilerle doğrulanır. Şimdi, çoklu yapıyı dikkate alarak atom seviyelerinin numaralandırılmasına dönüşüyoruz. Spin yörüngesini etkileşimini göz önünde bulundururken, yörünge anı, ne de spinlerin belirli bir enerjiye sahip bir durumda belirli bir değeri yoktur (operatörler ve operatör ile gidip gelme). Klasik mekaniğe göre, ŞEKİL l'de gösterildiği gibi, tam anın vektörünün bir predresyonuna sahip olurduk. 20. Tam an sabit kalır. Kuantum mekaniğinde benzer bir pozisyon oluşur. Sıkma etkileşimini dikkate alırken, yalnızca tam anın belirtilen enerji durumunda kesin bir değeri vardır (operatör operatörle birlikte gelir). Bu nedenle, spin yörünge etkileşimini dikkate alırken, devlet tam anın değeri ile sınıflandırılmalıdır. Tam zamanlı, yörünge anı ile aynı kurallara göre ölçülür. Kuantum numarası girerseniz j.Belirten J.T.

Ve bazı yönler için projeksiyon 0 z. anlamı var J. z. \u003d Hm. j. , burada j. \u003d L +. l. s. (l. s. \u003d Ѕ) eğer döndürme anı orbital paralel ise ve j. \u003d | L - l. s. | onlar paralel değillerse. Benzer bir yolla m. j. = m + M. s. (m. s. \u003d ± 1/2). L, M - tamsayılar ve l. s. , L. m. - yarımlar, sonra

j. = 1/2, 3/2, 5/2, … ; m. j. \u003d ± 1/2, ± 3/2, ..., ± j..

Döndürme oryantasyonuna bağlı olarak, terimin enerjisi farklı olacaktır, yani j. = l.+ Ѕ I. J. = |l. - ѕ |. Bu nedenle, bu durumda, enerji seviyeleri N, L ve N sayıları ile karakterize edilmelidir; bu, tam anı belirleyen, yani, e \u003d e nlj.

Dalga fonksiyonları, döndürme değişkenine bağlı olacaktır ve farklı J için farklı olacaktır :.

Belirtilen için kuantum seviyeleri l. Geçerli değer j.Birbirlerine yakın (döndürme yörüngesinde etkileşimin enerjisinde farklılık gösterir). Dört sayı n, l, j, m j. Bu değerleri alabilir:

n.= 1, 2, 3,…; l.= 0, 1, 2,…, n.- 1; j. = l + L. s. veya | l - L. s. |; l. s. \u003d ± 1/2;

-J? M. j. ? j.

Orbital anın değeri L spektroskopi harflerinde S, P, D, F, vb. Ana kuantum numarası mektubu öne koyar. Aşağıdaki aşağıda sayıyı belirtin j. Bu nedenle, örneğin, seviye (terim) n.\u003d 3, l \u003d 1, J. \u003d 3/2 SO 3'ü belirtin r 3/2. Şekil 21, çoklu yapıyı dikkate alarak, hidrojen benzeri atomun seviyelerinin bir diyagramını göstermektedir. Satır 5890? ve 5896? Form

Ünlü Sodyum Doublet: Sarı Çizgiler D2 ve D1. 2. s.-Term uzakta 2'den uzaklaşacak r-Terms, hidrojen benzeri atomlarda olması gerektiği gibi ( l.- Kir kaldırıldı).

Görülen seviyelerin her biri E. nl. Aittir (2. j. + 1) numara ile karakterize edilen durumlar m. j. Yani, tam anın yönlendirilmesi J uzayda. Yalnızca harici bir alan uygularken, bu birleştirme seviyeleri bölünebilir. Böyle bir alanın yokluğunda (2) j. + 1) - Koruma. Öyleyse 2. s. 1/2, bir dejenerasyon 2'ye sahiptir: arkanın oryantasyonundan farklı olan iki durum. 2. terim. r 3/2, sırasıyla dört kez dejenerasyona sahiptir, hedef yönelimler J., m. j. \u003d ± 1/2, ± 3/2.

Zeeman'ın etkisi. P. Zeeman, harici bir manyetik alana yerleştirilen sodyum buharların emisyon spektrumunu inceleyin, spektral çizgileri birkaç bileşene bölünmüştür. Daha sonra, kuantum-mekanik temsiller temelinde, bu fenomen, atomun enerji seviyelerinin manyetik alanında bölünerek açıklandı.

Atomdaki elektronlar, yalnızca ışık kuantumunun emisyonunun veya emiliminin yapıldığı değişikliğin yapıldığı belirli ayrı durumlarda olabilir. Atom seviyesinin enerjisi, orbital kuantum numarası ile karakterize edilen toplam yörünge anına bağlıdır. L.ve elektronlarının tam bir arkası, spin kuantum numarası ile karakterize edilmiştir. S.. Numara L. sadece tamsayıları ve sayıyı alabilir S.- Bütün ve yarı amaçlı (birimlerde h.). Buna göre alabilecekleri yönde (2 L. + 1) ve (2 S.+ 1) Uzayda pozisyonlar. Bu nedenle, verilerle seviye L.ve S. dejenere: (2) L.+ 1) (2S +1) Enerjisi (eğer döndürme orbital etkileşimini dikkate almazsa) çakışıyor.

Bununla birlikte, döndürme orbital etkileşimi, seviyelerin seviyelerinin sadece değerlere bağlı olmadığı gerçeğine yol açar. L. ve S, Ancak yörüngelik anların karşılıklı düzenlemesinden ve vektörleri döndürün. Bu nedenle, enerji tam anlara bağlıdır M. = M. L. + M. S. kuantum J.ve belirtilen ile seviye L. ve S. Farklı olan birkaç üdürü (çoğalmış şekillendirme) bölünmüş J.. Bu bölünme ince seviye yapısı denir. İnce yapı nedeniyle, spektral çizgiler split ve spektral çizgilerdir. Örneğin, D.-Rini sodyum seviyedeki geçişi cevaplar L. = 1 , S. \u003d Ѕ düzeyinde L. = 0, S. \u003d Ѕ. Birincisi (seviye), olası değerlere karşılık gelen bir çifttir. J. \u003d 3/2 I. J.= Ѕ ( J. = L. + S.; S. \u003d ± 1/2) ve ikincisi ince bir yapıya sahip değildir. bu nedenle D.-Linia, 5896 dalga boylarıyla iki çok yakın çizginden oluşuyor mu? ve 5890?

Çoğaltın her bir seviyesi, tam mekanik anın yazılım alanındaki oryantasyon olasılığı nedeniyle dejenere kalır (2) j. + 1) talimatlar. Manyetik bir alanda, bu dejenerasyon uzaklaştırılır. Atomun manyetik anı alanla etkileşime girer ve bu etkileşimin enerjisi yönüne bağlıdır. Bu nedenle, yöne bağlı olarak, atom, manyetik alanda çeşitli ek enerji alır ve Reemansky seviye bölünmesi (2) j. + 1) Sublevel.

Ayırmak normal (basit) Zeeman, her çizgiyi üçten fazla bileşen sayısına bölünürken her satırı üç parçaya ve anormal (kompleks) ayrılırken etkisi.

Zeeman'ın etkisinin genel modellerini anlamak için, en basit atomu - bir hidrojen atomunu düşünüyoruz. Bir hidrojen atomu, indüksiyonlu harici bir homojen manyetik alana yerleştirilirse İÇİNDE,sonra manyetik momentin etkileşimi nedeniyle r m. Harici bir alanla, atom modüllere ve karşılıklı yönelimlere bağımlı eklenecektir. İÇİNDE ve pm.eNERJİ

Ub.= -PMB. = -PMBB,

nerede Rmb.- Bir elektronun manyetik anının alan yönüne verilmesi.

Hesaba katıldığında r mB. \u003d - EHM. l. / (2m) (Manyetik Kuantum Numarası m. l. \u003d 0, ± 1, ± 2, ..., ± l), biz

magneton Bora.

Manyetik alanda hidrojen atomunun tam enerjisi

birinci terimin elektron ve proton arasındaki coulomb etkileşiminin enerjisi olduğu yer.

İkinci formülden, bir manyetik alanın yokluğunda (b \u003d 0), enerji seviyesi yalnızca ilk hizalamayla belirlenir. Ne zaman? 0, m l'nin çeşitli değerlerini dikkate almanız gerekir. Belirtildiği gibi n. ve l.m 2 alabilir l.+ 1 olası değerler, başlangıç \u200b\u200bseviyesi 2'ye bölünmüş l.+ 1 Sublevel.

İncirde. 22, A, devletler arasındaki hidrojen atomunda olası geçişleri gösterir. r(l.\u003d 1) ve S. (l. \u003d 0). Manyetik alanda, P-durumu, her birinden geçişlerin seviyelerinde gerçekleşebileceği üç takım elbise (L \u003d 1 m \u003d 0, ± 1) ayrılır ve her geçiş frekansı ile karakterize edilir: TRIPLET spektrumunda (normal etkisi zeeman) görünür. Transitions'ın kuantum numaralarını seçme kuralları izlenmesi gerektiğini unutmayın:

İncirde. 22, B, devletler arasında geçiş için enerji seviyelerinin bölünmesini ve spektral çizgilerin bölünmesini gösterir. d.(l. \u003d 2) ve p.(l. \u003d 1). şart d.manyetik bir alanda

beş üdürü bölünmüş, p durumu üçdür. Geçişin kurallarını dikkate alırken, sadece şekilde belirtilen geçişler mümkündür. Görüldüğü gibi, spektrumda bir üçüz belirir (normal zeeman etkisi).

Kaynak çizgilerin ince bir yapıya sahip değilse, Zeeman'ın normal etkisi gözlenir (atletlerdir). İlk seviyeler ince bir yapıya sahipse, spektrum daha fazla sayıda bileşen belirir ve Zeeman'ın anormal bir etkisi vardır.