- 光谱的精细结构
- 原子光谱中每条谱线都是由多条谱线组成的
- 量子表达式
- 角动量是量子化的
- 表示轨道角量子数
- 磁矩
- 磁矩在z方向上的投影
- 磁量子数
- 玻尔磁子
- 磁相互作用比电相互作用小两个数量级
- 角动量取向量子化
- 角动量是量子化的
- 施特恩-盖拉赫实验
- Stern 和 Gerlach 在1921年从实验中直接观察到了原子在外磁场中的取向量子化
- 实验证实了:
- 原子在磁场中的空间量子化理论表明 轨道角量子数一定时,有2m+1个取向,因此一定为一个奇数。
- 实验中观察到奇数取向的例子
- 基态氧原子
- Zn,Ge,Hg,Sn
- 实验中观察到偶数取向的例子
- 氢原子
- Li,Na,Ka,Cu,Ag,Au
- 电子自旋的假设
- Uhlenbenck 和 Goudsmit 在1925年提出的电子自旋假设
- 电子的自旋角动量S是电子的属性之一,也被称为电子的固有矩
- 自旋量子数s
- 按照轨道角动量取向的考量,自旋角动量的取向也应该有2s+1个但这与碱金属的能级是双层的,所以自旋取向也只有两个,2s+1=2,s=0.5
- 在z方向的分量只有两个
- 洛伦兹的质疑
- 总角动量
- j表示总角动量量子数
- 自旋角动量应绕 轨道运动产生的磁场 进动
- 轨道角动量应绕 自旋运动产生的磁场 进动
- 无外磁场存在时,总角动量应该守恒,自旋角动量与轨道角动量应绕总角动量进动
- 上三者将造成能级的精细分裂
- 朗德g因子
- 单电子原子的总磁矩
- 电子做轨道运动时伴有轨道磁矩
- 只考虑轨道角动量时
- 电子的自旋磁矩
- 只考虑自旋角动量时
- 电子做轨道运动时伴有轨道磁矩
- 单电子原子的总磁矩
- 原子态
-
S l=0 P
l=1
D l=2 F l=3
-
- 塞曼效应
- 将光源放入磁场中,一条谱线会分裂成几条
- 谱线的分裂表明能级的分裂
- 正常塞曼效应
- 单态谱线在外磁场中的分裂
- 反常塞曼效应
- 非单态谱线在外磁场中的分裂
- 帕邢-贝克效应
- 足够强的外磁场中,自旋与轨道的耦合被破坏
原子的精细结构
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转载自blog.csdn.net/Chandler_river/article/details/127292518
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