[理學(xué)]第六章磁場中的原子(編輯修改稿)
2024-11-12 21:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0的所謂“磁疇”（固有磁矩有序排列）。 值得注意的是，磁疇的磁矩方向一般各部相同，對外并不顯示宏觀磁化。但外加磁場時，磁疇的磁矩方向強(qiáng)烈取向，使物質(zhì)強(qiáng)烈磁化。 原子物理學(xué) 15 抗磁性是普遍存在的，它的起因是 Lens定律；順磁性的起因是電子的自旋磁矩（理解？）；鐵磁性的起因則是磁疇結(jié)構(gòu)。 小結(jié) 原子物理學(xué) 16 三、順磁共振 存在云子磁矩 μ J的原子處于外磁場中時，其能級被分裂2J+1層，相鄰能層之間的間隔為 1. 基本原理 若現(xiàn)在與 B垂直的方向上加一交變磁場，則相鄰能層間會發(fā)生躍遷（吸收或釋放光子）。 （處于真空中） 0 | |BBE g B g H? ? ?? ? ? ||HH?J? 分裂后的 μ J反平行于 H||，加入 H⊥ 后，使得 μ J分量之間發(fā)生了變動 ——躍遷。 原子物理學(xué) 17 （ 1）諧振腔中放置要測量的順磁物質(zhì)； （ 2）波發(fā)生器產(chǎn)生一定頻率的電磁波經(jīng)波導(dǎo)導(dǎo)入到諧振腔中，使順磁物質(zhì)的原子能級發(fā)生分裂； （ 3）探測器用來探測輸出的電磁波的強(qiáng)度和頻率。當(dāng)垂直磁場的頻率滿足： 實(shí)驗(yàn)說明 原子物理學(xué) 18 實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋 時，探測器顯示電磁波強(qiáng)度聚減，表示順磁物質(zhì)從電磁波中吸收了能量。這一現(xiàn)象稱為 順磁共振 。 （實(shí)驗(yàn)中一般調(diào)節(jié)平行磁場的頻率大小） 0 | |BBE g B g H? ? ?? ? ? （ a）若用單原子作實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)曲線中一般只出現(xiàn)一個峰。這是因?yàn)椋涸硬皇芷渌蛩赜绊憰r，裂開的能層間隔是相等的，不論是哪兩個相鄰能層之間的躍遷都需要同樣頻率的 H⊥ 。 原子物理學(xué) 19 （ b）若用固體或液體作樣品，一般會出現(xiàn)多個峰。其原因在于：電子除了受到本原子內(nèi)電子影響外，還受到鄰近原子中電子的作用，它們在磁場中的分裂較之單原子要復(fù)雜得多。一般來說，能層間隔不再相等。一個共振峰相當(dāng)于一個能層間隔，出現(xiàn)多個峰說明能層間隔大小有多個。 原子物理學(xué) 20 （ c）在某些情況下，一個共振峰會分裂成幾個很相近的峰，稱為波譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。這主要是因?yàn)樵雍舜啪氐挠绊懚a(chǎn)生的。 原子物理學(xué) 21 四、 Zeeman效應(yīng) 1896年 P. Zeeman發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光源放在足夠強(qiáng)的磁場 B中時，所發(fā)光譜的譜線會分裂成幾條，而且每條譜線都是偏振的，這一現(xiàn)象稱為 Zeeman效應(yīng)。根據(jù)分裂條數(shù)不同，習(xí)慣上把Zeeman效應(yīng)分成正常 Zeeman和反常 Zeeman效應(yīng)兩種。 1. 正常 Zeeman效應(yīng) 原子放入 B中后，能級會發(fā)生分裂： BE M g B???分裂后的能級在發(fā)生躍遷時譜線會發(fā)生分裂。 在無 B時： 21h v E E??原子物理學(xué) 22 存在 B時： 39。2 2 2 239。1 1 1 1 BBE E M g BE E M g B??? ??? ???? ? ? ?39。39。2 1 2 1 2 2 1 139。 Bh v E E E E M g M g B?? ? ? ? ? ?分裂前后的譜線變化： （無磁場時的波數(shù)） ? ?? ?0 2 2 1 10 2 139。/ v v v M g M g Lv E E hc? ? ? ? ???? ???? 不考慮電子自旋（ s=0）， g1 = g2 = 1，則 M2g2 M1g1 = M2M1=Δ
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