原子物理學(原子的精細結構電子自旋)(編輯修改稿)
2025-01-17 14:43 本頁面
【文章內容簡介】 :定性考慮 (3) 譜系中 ,譜線分裂間距變動 主線系 分裂 譜系中 ,譜線分裂間距固定 銳線系 分裂 nP ?2S ? 2 2 21 3 1222,2n P n P S?nS ? 2P ? 2 2 21 1 3 22 , 2n S P P? ? 電子自旋 軌道相互作用 產(chǎn)生光譜精細結構 (1) 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (1) +Ze x’ y’ z’ +Z*e v,i l B e e x y z v i ? 堿金屬原子中，在以 電子為靜止的坐標系 中， 原子實 速度 v 繞 電子 作圓周運動 ，電子處于由原子實產(chǎn)生 的電流 磁場 B中 . 價電子有自旋和自旋磁矩 ?s . 電子靜止 原子實 動 Z*e 原子實 靜止 電子運動 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (2) ? 電子自旋 軌道相互作用 產(chǎn)生光譜精細結構 (2) – 由 電磁學 知道：價電子的自旋磁矩 ?s 在 原子實產(chǎn) 生的電流 磁場 B 中 有 磁能 ? i s??B?sUB?? ? ? 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (3) ? 自旋磁矩 ?s 在 原子實電流 磁場 B 中 的 磁能 (1) – 畢奧 薩伐爾定律 ? 原子實作用于價電子的 磁場 Z*e r e v *30033e*200304 π 4 π44eZ e Z ermBZelrZemErlcr?????????? ? ???lvr電子軌道角動量 el m r v??0021c ??? 20 eE m c?電子 靜止能量 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (4) ? 自旋磁矩 ?s 在 原子實電流 磁場 B 中 的 磁能 (2) – 價電子的 自旋磁矩 – ?s 在 B 中 有 磁能 (1) Bss gs??? ? ? ? *30014sBsZ g eU B s lEr????? ? ? ? ?*3004ZeBlEr???相對論修正 *3001214sBZ g eU s lEr???? ? ? ? 自旋磁矩 ?s 在 原子實電流 磁場 B 中 的 磁能 (3) – ?s 在 B 中 有 磁能 (2) 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (5) 20 eE m c?2sg ?Be2em? ?*22 2 30114 π 2 eZeU s lm c r???U s l??自旋 ?軌道耦合 能 磁矩 磁場 ? 氫原子 自旋 ?軌道耦合 能 數(shù)量級的估計 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (6) *2 211 , 2 , | | | |Z r r a s l? ? ?2*23522 2 3 20 1204 π( ) 12114 π 2 ( ) ( 4 )10 VeeZeslm c r meUecc a? ??? ???19 7 f m M e V 19 7 nm e Vc ? ? ? ?2 0 f m Me V nm e V/4e ?? ? ? ? ?2 1 Me V 511 ke Vemc ??1 53 nma實驗分裂 數(shù)量級 ? 氫原子 自旋 ?軌道耦合 能 的計算 (1) 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (7) j l s??2 2 2 2j l s s l? ? ? ?2 2 2 211( ) [ ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ]22j s l j j s s l lsl ? ? ? ? ? ? ? ?? =2211,。2211( 1 ) , .22l j ll j l?????? ?? ? ? ? ???12jl?? ? 氫原子 自旋 ?軌道耦合 能 的計算 (2) 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (8) 2300333311( ) si n d d1( 1 2) ( 1 )dnlm nlmrrrZn l l l ar? ? ? ? ?? ? ?????????? ? ? ?222042e3314 π 2() ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )[]2 ( 2 1 ) ( 1 )1eZeUmcZ m c j j l l s sn l lsllr???? ? ? ? ?????204ec????e1a mc?? ? 氫原子 自旋 ?軌道耦合 能 的計算 (3) 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (9) 42342e4233()1, , 022 ( 2 1 ) ( 1 )()1, , 022(() ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )[]2 ( 2 121) ( 1))eeZ m c j j l l s snlUZ m cj l ln l lZ m cjlnlllll????? ? ???????? ? ?? ? ? ? ????????? ? 氫原子 自旋 ?軌道耦合 能 的計算 (4) 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (10) 43402 ( 1 )EU Zn l l?? ??24 2202200222 011 ,( 4 ) 2 2 4 137nm Z e ZeEnnEc?? ? ? ??? ? ? ? ?靜電相互作用 ? 能級 粗結構 自旋 ?軌道耦合 能 ?能級 精細結構 精細結構常數(shù) ? 氫原子 2P 態(tài)分裂 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (11) 與實驗一致 * 4 4 40033653412 ( 1 ) 2 2 1 ( 1 1 ) 10 e V 10 e V2 2 1 ( 2) ( 137 )Z E EUn l l????? ? ?? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ?* 1 , 2 , 1Z n l? ? ? ? 雙線分裂規(guī)律 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (12) 與實驗一致 40*432 ( 1 )Z En l lU ?? ??? ?分裂隨 n 增大而減少 ?分裂隨 l 增大而減少 ?分裂隨 Z* 增大而增大 ? 鈉原子 黃色雙線 軌道相互作用 :精細結構的定量考慮 (13) 3 e V10U ?? ? ??氫原子 2P 態(tài)分裂 高分辨率譜儀 才能觀察 ?鈉原子 黃
職業(yè)教育相關推薦
鄂ICP備17016276號-1