La estructura de las líneas espectrales está bien. Estructura fina de los espectros epr. Recopilación de datos y procesamiento de información.

Investigaciones adicionales de los espectros atómicos mostraron que dos componentes cercanos tienen muchas líneas espectrales. Entonces, allá por 1887. A. Michelson descubrió una división: la línea de la serie de Balmer en el agua, que dará lugar a una transición

Resultó que consta de dos líneas con una línea media de 6563 Å.

Pequeño 5.9. Alberto Abraham Michelson 1852-1931

Venta al por menor dovzhyn hvil dorivnyu 0.14 Å (entonces el valor de la división es relativo al orden 10 – 5 ). Se identificaron las bolas y se dividieron las líneas en 3 , 4 y más componentes. La división de las líneas, como ahora lo entendemos, significa la división de las líneas energéticas del átomo: parecen tener una estructura fina. Bueno, está claro que las relaciones mutuas no están garantizadas. Nos dijeron que la división de líneas ocurre, por ejemplo, si se aplica un campo externo y destruye la simetría del sistema. Y aquí la interacción mutua se manifiesta en la presencia de campos externos, que pueden estar relacionados con algunas fuerzas internas del átomo.

Resultó que esta era una verdadera manifestación de las autoridades internas, no sólo del átomo, sino del electrón. U 1925 r. S. Goudsmit y J. Uhlenbeck colgaron hipótesis del espín del electrón: empezaron a respirar el electrón de su momento de impulso, no con el rugido orbital. La parte posterior de la espalda se mostró como un envoltorio (ing. girar) electrón alrededor de su eje (análogo a la envoltura de la paloma terrestre). Luego aprendieron que el “giro” no puede tomarse literalmente: las estimaciones numéricas dieron una fluidez de envoltura lineal que excede la ligera fluidez del vacío.

Pequeño 5.10. Samuel Abraham Goudsmit 1902-1978

Pequeño 5.11. George Eugenio Uhlenbeck 1900–1988

Su existencia carece de misterio, ya que sólo se encuentra dentro del marco de la mecánica cuántica de Heisenberg-Schrödinger. La explicación natural del espín fue tomada de la teoría cuántica relativista de P. Dirac, que combinaba la teoría de la fluidez con la mecánica cuántica.

Pequeño 5.12. Paul Adrián Maurice Dirac, 1902–1984

Por las huellas se veía que era necesario atribuir el electrón. número cuántico de espín s = 1/2, Que tiene el mismo poder (fórmula asombrosa (5.5)), que es el número cuántico. yo. Se acostumbra llamar número cuántico de espín. girar. También utilizamos una terminología diferente.

Aparentemente, existe una potencia única sobre el valor del operador de giro cuadrado.

y la proyección del giro sobre el todo (que recorre un ħ todos los valores del máximo al mínimo) se registran en la vista

Delaware toma solo dos significados

Nombra el número número cuántico de espín magnético.

¿Las estrellas empezaron a dividir las líneas espectrales? Intentemos entender esto con algunos mirkuvaniya clásicos adicionales. En física clásica, envolver una carga eléctrica crea un campo magnético. radio, que gira en órbita R Un electrón clásico puede verse como un giro con un flujo de fuerza. yo, que joroba el área, como un dipolo magnético con un momento magnético

Pequeño 5.13. Modelo del espín y momento magnético de un electrón en el marco de la física clásica.

Evaluación clásica: electrón en órbita con radio. R ta swidkistyu v Puede ser el período de fermentación.

Tomemos un punto en órbita. Dentro de una hora t la carga pasa a través de él mi, entonces el poder de la corriente detrás de los designados es antiguo

Además, el electrón tiene un momento orbital.

de modo que la corriente se pueda expresar a través del momento orbital, apagando la fluidez del electrón:

Entonces el momento magnético orbital, creado por el electrón, es mayor.

Pequeño 5.14. Modelo clásico de un electrón en una órbita circular.

Reemplazado ahora con reglas de cuantificación.

Y tomamos la expresión para el momento magnético orbital, que se puede deducir y resumidamente:

Las estrellas brillan:

· Unidad natural para momentos magnéticos en el micromundo - así llamado magnetón de bohr · La proyección del momento magnético sobre todo el futuro puede ser un múltiplo entero del magnetón de Bohr: (Ahora está claro por qué el número cuántico norte llamado magnético.) · Avance orbital momento magnético del electrón hasta orbital momento de impulso, llamada persianas giromagnéticas, uno

Los experimentos han demostrado que el espín de un electrón está sujeto al magnetismo subterráneo: el alto momento magnético del electrón, conectado al espín,

luego la instalación giromagnética del nuevo apareció dos veces mejor . Esta es una prueba clara de que un electrón no puede detectarse como una bolsa cargada que se enrolla alrededor de un eje eléctrico: en este caso, no bastaría con tener un rumbo giromagnético inicial. Para la proyección del momento magnético de potencia podemos

y fragmentos

El resultado de la proyección del momento magnético de espín resultó nuevamente en múltiplos del magnetón de Bohr, como en el empuje orbital. Por alguna razón, la naturaleza respeta la belleza del magnetón de Bohr en su totalidad, y no sus partes. Sin embargo, la importancia de su momento se compensa con la fuerza de la mano en las instalaciones hidromagnéticas flotantes.

Pequeño 5.15. Ilustración de los momentos orbitales y de espín del electrón.

Ahora podemos comprender por qué la presencia de un momento magnético en un electrón conduce a la aparición de alguna interacción intacta. Por este motivo, volvamos al lenguaje clásico. El empuje orbital del electrón crea un campo magnético que actúa sobre el momento magnético del electrón. Al igual que el campo magnético de la Tierra, fluye hacia la aguja de la brújula. La energía de esta interacción destruye los niveles de energía del átomo, y la magnitud de la carga se encuentra, aparentemente, detrás de los momentos orbitales y de giro de todo el brazo.

Visnovok importantes:

trasero 1. Estimamos la división de energías iguales debido a la interacción del espín y los momentos magnéticos orbitales del electrón en el átomo de agua.

Giro circular con radio R por la fuerza I genera un campo magnético en el centro

En esta sección se demostró que un electrón que gira en órbita puede verse como una bobina en una corriente.

Lo ponemos aquí para su evaluación.

Esto se determina para el campo magnético creado por el flujo orbital de un electrón en un átomo, un valor del orden de

La energía de interacción entre el momento magnético del electrón y el campo magnético es del mismo orden de magnitud.

Posible para evaluación R igual al radio de Borovsky de la primera órbita . Introduciendo aquí expresiones para y doctores, así que

es posible evaluar el valor de los niveles de energía

de - introdujo vishche (div. (3.3)) de una estructura fina consistente. La energía del primer nivel del átomo de agua es aparentemente más antigua.

entonces (3.13) puede reescribirse como

Oskólki

a mi = 13 6eV, Eso

y la vida cotidiana de Rivne

lo cual es consistente con los datos experimentales.

Y ésta es la valoración (no el desglose) de la buscada división de filas. En esencia, la división de los planetas es un efecto cerebral: detrás de Bohr, la fluidez del electrón en la primera órbita

No es de extrañar que hasta el fin del poder, el espín sólo pueda entenderse en la teoría cuántica relativista. No nos fijamos tales expectativas, sino que simplemente apreciamos el hecho de que el electrón tenga un poder tan asombroso.

Stern-Gerlach demostró experimentalmente el espín del electrón en 1922. La idea se desprende del hecho de que el campo magnético no es uniforme a lo largo del eje z, Sobre la electrónica se ejerce una fuerza de desplazamiento que se separa del campo. La similitud es más fácil de entender que la aplicación de un dipolo eléctrico colocado en un campo eléctrico. Dipolo eléctrico con un par de cargas adyacentes. , roztashovannyh en el lado pequeño yo un tipo de uno. El tamaño del momento dipolar eléctrico se calcula como

por qué vector yo Es importante convertir una carga negativa en una positiva.

Sea una carga positiva presente en el punto r, y el negativo - exactamente, entonces

Detenga el dipolo interior en el campo eléctrico por tensión. . Sabemos la fuerza que tiene un dipolo. Sobre una carga positiva hay fuerza.

a negativo -

La fuerza resultante será

Como hay poca distancia entre las cargas, el campo en el punto de expansión de la carga negativa se puede escribir aproximadamente como

Presentación del diseño en el viraz para fuerza. F, conocido

Si el campo es el mismo ( mi no se encuentran), entonces sobre las cargas dipolares actúan fuerzas iguales y lineales, y la fuerza resultante es igual a cero, ya que fluye de la fuerza igual (5.14). Aparentemente, tal par de fuerzas no desplaza el dipolo (que es eléctricamente neutro), sino que gira su campo (el análogo magnético es la aguja de la brújula). En un campo no homogéneo, la fuerza resultante es igual a cero. Mientras tanto, si el campo sólo se encuentra en las coordenadas z, en rivnyanna (5.14) la diferencia con respecto a cero es menor que z

de - proyección del momento eléctrico sobre el conjunto z. El campo heterogéneo no atrae al dipolo de la región donde es más fuerte.

No hay cargas magnéticas, pero el dipolo magnético está formado por una bobina y una corriente, y su potencia es similar a la de un dipolo eléctrico. Por lo tanto, la fórmula (5.15) requiere reemplazar el campo eléctrico en el campo magnético, el momento eléctrico por el magnético, y escribir para la fuerza que por electrón en la ecuación de Stern-Gerlach, una expresión similar

Esquema del experimento: un haz de átomos vuela a través de un campo magnético no uniforme, enderezándose transversalmente hasta que los átomos se vuelven flexibles. La fuerza ejercida por los momentos magnéticos de los átomos los vigoriza. Según el posible valor de la proyección del momento magnético sobre el campo directo, el haz de mazorca se divide en varios haces. Si el momento magnético final del átomo está determinado por el espín del electrón, entonces el primer haz se dividirá en dos. Para los átomos ricos en electrones, puede haber más haces divididos. Para su experimento, Stern y Gerlach utilizaron madera evaporada en un horno eléctrico. Los valores numéricos de la división pasaron a ser partes de un milímetro. Los autores confirmaron a través de sus colegas que no se habían registrado nuevos átomos. Lo que necesitamos saber a continuación es la especificidad de las huellas de los elementos del primer grupo.

Pequeño 5.16. Esquema dosvidu de Stern y Gerlach

El principal resultado de la investigación de Stern y Gerlach es la prueba experimental directa. cuantificación Momento magnético directo de los átomos Según la física clásica, el primer haz no debería dividirse, sino extenderse aparentemente en la medida de la proyección del momento magnético sobre el campo magnético directo. Al parecer, en la pantalla detrás del dispositivo hay dos líneas separadas, desprovistas de átomos cortantes, para evitar el riesgo de esparcir la mezcla.

Pequeño 5.17. Otto Stern, 1888-1969

Pequeño 5.18. Walter Gerlach, 1889–1979

trasero 2. Un haz estrecho de átomos con velocidad y masa. norte pasa a través de un campo magnético transversalmente no homogéneo, que tiene una fuerza (figura 5.19). Longitud del área del campo , Coloque el imán frente a la pantalla. Es significativo que el rastro del rayo atómico en la pantalla sea visible cuando se activa el campo magnético.

La investigación del espectro del átomo de agua con la ayuda de aparatos espectrales con alta separación y gran dispersión mostró que las líneas espectrales del agua muestran una estructura fina. constan de muchas líneas con valores muy cercanos de dovzhin hvil. Por ejemplo, la línea principal de la serie de Balmer. h es un quinteto (que consta de cinco líneas adyacentes) con una gama de dovzhin xvil nm.

La fina estructura de las líneas espectrales de un átomo similar al agua se explica por la interacción adicional entre la carga del núcleo atómico y el momento magnético del espín del electrón. Este tipo de interacción se llama espín-orbital.

El momento angular final del electrón es la suma de los momentos angulares orbital y de espín. La suma de estos momentos está sujeta a leyes de la mecánica cuántica de modo que el número cuántico es igual al momento del impulso. j puedes tomar dos (
,
, yakscho
) o uno (
, yakscho
) significado .

Según la regulación de las interacciones espín-orbital, el átomo se vuelve diferente con diferentes valores. j estar llenos de diferentes energías, por lo tanto energías iguales con
dividir en dos subárboles, que se denominan dobletes. Cuervos no divididos
і
son llamados camisetas sin mangas.

El tamaño de la división está determinado por las ecuaciones relativistas de Dirac, que dan una corrección a la energía (5.2):

, (5.4)

Delaware
- Estructura fina consistente. Energía mi Nueva Jersey las interacciones espín-orbital se vuelven aproximadamente
parte de la energía del electrón mi norte. Este mismo orden de pequeñez afecta la aparente sublimidad de los componentes de la fina estructura de las líneas espectrales. En este robot de laboratorio, la naturaleza separada del equipo no nos permite evitar una ligera división de las líneas espectrales del átomo de agua.

3. Átomos electrónicos ricos

Un átomo rico en electrones se transforma en núcleos con carga. ze ese núcleo superfluo de la carcasa electrónica con z electrones (para un átomo de mercurio
). Es imposible determinar con mayor precisión la función de toda la capa electrónica de un átomo a través de una gran cantidad de partículas. z. Utilice un modelo vikoryst del átomo para el desarrollo, a fin de preservar la información sobre el estado individual del electrón en el átomo. Este enfoque, que quita el nombre proximidad de una sola sección, el estado de varios electrones se describe mediante cuatro números cuánticos adicionales norte, yo, metro, metro s. En este caso, según el principio de Pauli, en una estación cuántica no puede haber más de un electrón. Electrones de un átomo a partir de valores dados del número cuántico principal. norte Crea el caparazón (bola). La totalidad de electrones de valores dados de números cuánticos. norteі yo disuelve la cáscara. Las subcapas se designan con letras: s, pag, d, F, … , que está indicado por los significados
El número máximo de electrones en la vejiga sigue siendo el mismo.
. Ud. s El número es similar a 2, en pag Obolontsi - 6, en d Obolontsi - 10, en F obolones - 14, etc.

Configuración electrónica Llame a la distribución de electrones en un átomo después de estaciones de una sola partícula con diferentes norteі yo. Por ejemplo, para un átomo de mercurio, la configuración electrónica se ve así: donde los números sobre los símbolos de la subcapa indican la cantidad de electrones en esta unidad. La eliminación de carcasas electrónicas y carcasas en una configuración está determinada por el orden de llenado de las carcasas electrónicas de una sola pieza. La reposición de los estados comienza desde los niveles más bajos de energía. En un átomo de mercurio, las dos primeras capas están completamente llenas, pero la última parte no está completamente llena. En el estado principal del átomo de mercurio, dos electrones de valencia son compartidos por 6 s almohadillas.

Para un átomo rico en electrones, en cualquier momento dado el pulso llegará a cero. Por lo tanto, el momento final del impulso de dicho átomo está determinado por los momentos orbitales y de espín de los electrones de valencia externos. Los electrones de valencia se encuentran en el campo centralmente simétrico del núcleo y los electrones de capas cerradas, por lo que su momento angular total es el valor que se conserva. Para los átomos ligeros y medianos, la interacción de los electrones, debido a sus momentos orbitales y de espín, conduce al hecho de que se pliegan de forma porosa. Los momentos orbitales de todos los electrones suman el momento orbital final del átomo.
, y los momentos de espín de los electrones se suman al momento de espín del átomo
. En este caso, parece que hay interacción entre electrones. l-S conexión o conexión entre Ressel y Saunders.

Números cuánticos lі S Los momentos orbital y de espín del átomo están determinados por las reglas ocultas de la mecánica cuántica del plegamiento de los momentos de los impulsos. Por ejemplo, dado que dos electrones de valencia producen números cuánticos yo 1 yo yo 2, entonces l Puede generar los siguientes valores enteros:
. Existe una regla similar para el espín y el espín, que es el número de espín del electrón.
, los posibles valores se pueden eliminar S para dos electrones de valencia:
.

El nivel de energía que corresponde a los nuevos valores de los números cuánticos lі S, llamado término espectral. En espectroscopia, se acostumbra designar un término con el símbolo
¿Dónde está el significado?
poner letras S, PAG, D, F, ... obviamente. Número
llamado multiplicidad terma.

Con la regulación de la interacción espín-orbital, el nivel o término de energía se divide en varios subelementos, que representan diferentes valores del momento angular constante del átomo. Esta terma dividida se llama delgado si no múltiple. números dados lі Súltimo momento del impulso atómico
indicado por un número cuántico j, qué puedes hacer con el significado: . Componentes de estructura fina o energías iguales que corresponden a valores dados. l, Sі j indicado por el símbolo
.

¿Cuál es el número de espín de los dos electrones de valencia del átomo de mercurio?
, entonces el único valor posible
. En esta especie, la multiplicidad del término es antigua.
, entonces. Todos son singletes iguales. Sus valores espectrales: ,,
,etc.

R ES. 5.3

Yakshcho
, A
, entonces hay tres escenarios posibles:
. ¿En qué especies la multiplicidad es antigua?
, entonces. todos los tripletes iguales. Yo decido yakscho
, entonces el mismo valor
, Y el ruibarbo en el que me convertiré tiene un solo año. Está claro hasta qué punto se pueden encontrar energías iguales en un átomo de mercurio: ,,,,
,
,
,
,,
etc.

Todas las energías iguales transferidas están indicadas por diferentes conjuntos permisibles de estados cuánticos, que pueden tener los electrones de valencia del átomo de mercurio.

El análisis de los espectros de vibración y degradación del mercurio en las regiones ultravioleta, visible e infrarroja nos permite formular un nuevo esquema de posibles energías iguales y transiciones entre ellas (Fig. 5.3). El diagrama muestra los valores de las líneas espectrales del mercurio en nanómetros, así como el número cuántico. norte para la piel .

El diagrama muestra el valor del número cuántico principal en niveles de energía similares. En la Fig. 5.3 también indica transiciones entre niveles e incluso más líneas espectrales de mercurio, que son indicativas de estas transiciones. Las posibles transiciones están determinadas por las reglas de selección:
;
і
, y la transición de convertirse en
en el campo
torpe. Z vimogi
De ello se deduce que se permiten transiciones entre niveles de nueva multiplicidad (transiciones singlete - singlete y triplete-triplete). Sin embargo, como se puede ver en la Fig. 5.3, tenga cuidado con las reglas para seleccionar transiciones (cinco transiciones singlete-triple año). La implementación de reglas protectoras para la selección de transiciones es importante para átomos con números atómicos altos. Al investigar los esquemas de relaciones y transiciones de los átomos de mercurio, es necesario prestar atención a la siguiente situación: para números atómicos elevados, la división multiplete mediante la interacción espín-orbital es de gran importancia. Entonces, ruibarbo de mercurio de tres años.
La división (la diferencia entre las energías máxima y mínima) es del orden de un electrón voltio, que es aproximadamente una décima parte de la energía del átomo de mercurio principal. En cuyo sentido el nivel dividido de energía no puede ser apreciado por los “sutiles”.

- (División multiplete), división de energías y espectros iguales. Líneas de átomos, moléculas y cristales, formadas por interacción espín-orbital. El número de subelementos en los que se divide el flujo de energía depende del número de orientaciones posibles. Enciclopedia física

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Fórmula de Sommerfeld-Dirac- El flujo de un electrón alrededor de un núcleo atómico en el marco de la mecánica clásica puede verse como un “oscilador lineal”, que se caracteriza por una “invariante adiabática”, que es más plana que una elipse (en coordenadas regulares): de . ... ...Wikipedia

Sommerfeld, Arnold- Arnold Sommerfeld Arnold Sommerfeld Sommerfeld en ... Wikipedia

ESPECTROSCOPIA- Sección de Física, dedicada al desarrollo de espectros de vibración electromagnética. Aquí veremos la espectroscopia óptica, que a menudo se denomina simplemente espectroscopia. La luz está sujeta a interferencias electromagnéticas con un largo alcance de 103 a 108 m. Este alcance... Enciclopedia de Collier

Espectros moleculares- espectros de vibración, pulido y dispersión de luz combinacional (CRL), que se encuentra entre moléculas débil o débilmente unidas. Typovi M. s. Se evitan olores oscuros, hedores cuando se mira la totalidad de la piel oscura más o menos oscura en UV, visible y... Enciclopedia física

El análisis de los espectros de átomos plegados ha demostrado que en la práctica se realizan transiciones electrónicas del nivel de energía superior del átomo al inferior.

Esto se explica por el hecho de que está permitido transferir la culpa para satisfacer la mente ( reglas de selección).

Por ejemplo, D. = ±1, Dm = 0, ±1, de D - la diferencia en el valor del número cuántico orbital; Dm es la diferencia en el valor del número cuántico magnético, que corresponde a dos estados del electrón y uno.

Además, se reveló tonka eso es demasiado delgado estructura líneas espectrales. Por ejemplo, la línea D - línea de sodio se divide en dos líneas (l 1 = 5.890×10 - 7 m y l 2 = 5.896×10 - 7 m). Este fenómeno puede ocurrir cuando se divide el nivel de energía, las transiciones de electrones entre ellos conducen a la destrucción de estas líneas espectrales.

La fina estructura de las líneas espectrales está influenciada por la infusión del espín del electrón en su energía y la infusión de otros factores. . Dirac Entendiendo esto, habiendo rechazado la teoría relativista, la solución permitió explicar la interacción espín-orbital de los electrones.

Las investigaciones sobre la estructura fina de las líneas espectrales y la división intermedia de los átomos de agua y helio mediante métodos de radioespectroscopia confirmaron la teoría. Además de la división, hay que tener cuidado con la pérdida de niveles de energía: el efecto cuántico, que provoca daños cuando se altera. El orden de lo sutil, cuidado. estructura superfina nivel de energía, es causado por la interacción de los momentos magnéticos del electrón con el momento magnético del núcleo, así como Desplazamiento isotópico se debe a la diferencia en la masa de los núcleos de los isótopos de un elemento. Dado que los átomos contienen varios electrones, sus interacciones magnéticas conducen al hecho de que los momentos magnéticos de los electrones se suman al momento magnético resultante. Hay varios tipos de interacciones mutuas.

En el primer tipo de interacción - enlace magnético normal (L-, S-zv'yazku)- directamente los momentos orbitales se suman en el momento resultante, y directamente - los momentos de espín y sus momentos resultantes se suman en el momento subyacente del momento atómico. Un tipo diferente de interacción (Ligamento orbitario giratorio) Los momentos orbital y de espín del impulso del electrón de piel se suman entre sí en el momento inicial y los momentos posteriores de los electrones adyacentes se suman en el último momento del impulso del átomo.

Descubre otros tipos de ligamentos.

Así, en el modelo vectorial del átomo, la conexión L - S - tiene una conexión

,

de , s i - orbitales subordinados

momentos de espín de electrones cercanos; L – momento angular orbital total; S – impulso de giro total; J es el momento final del impulso de todos los electrones del átomo.

Bueno con la mecánica cuántica.

(10)

donde L, S, J son números cuánticos del momento total, similares a los vectores.

Por ejemplo, al darle a L y S un mayor momento al pulso J, se pueden generar los siguientes valores: L + S, L + S - 1, L + S - 2, ..., L - S + 1 , L-S.

El campo magnético tiene una proyección.

. (11)

El número cuántico magnético m J puede tomar los siguientes valores:

J, J - 1, J - 2, ..., -J + 1, -J.

Usyogo 2J + 1 valor.

Además, el rango del campo magnético con número cuántico J se divide en el rango 2J + 1.

Esto aplica la regla de selección Dm J = 0, ±1.

En física clásica, el vector del momento de impulso de la partícula a la mazorca 0 viene dado por la suma vectorial de vectores, es decir,

En mecánica cuántica no tiene sentido, pero tampoco lo tiene para aquellos que tienen poco sentido de los vectores de resentimiento (una comparación con las insignificancias de Heisenberg).

En mecánica cuántica, la creación de vectores es consistente Operador vectorial

De la mecánica cuántica se deduce que no entenderé en qué vector el momento del impulso tiene un valor diferente, por lo que sumaré valores tanto por magnitud como directamente. El vector del operador del momento de impulso se encuentra en los ejes de coordenadas directos.

Las cantidades físicas que caracterizan el momento angular de una partícula en mecánica cuántica son:

1. Proyección del operador del momento observal (lindo) de la pieza.

, (12)

donde m z = 0, ±1, ±2, ... es el número cuántico magnético.

2. Antes cuadrante del momento obertal total de la pieza(No el cuadrado del vector, sino la potencia del cuadrado del operador anverso al momento), entonces.

. (13)

Por tanto, está claro que la canción se cierne simultáneamente sobre el cuadrado significativo del momento anverso y una de sus proyecciones sobre la línea recta (por ejemplo, sobre la Z completa).

Ushogo stanіv, en el que el cuadrado del momento del anverso tiene un valor de canción, 2 +1

de = 0, 1, ..., n - 1 - número cuántico orbital, que significa el cuadrado del momento angular.

Procesos que significan proyección del operador del momento de rotación de la sección L z y el cuadrado del momento de rotación L 2 se llama dejemos espacio para la cuantización.

Pequeño 1

Gráficamente, la cuantificación espacial se presenta en un diagrama vectorial (Fig.1), donde se indican los posibles valores de proyección. l z es el valor posible del cuadrado del momento de rotación del impulso L 2 . Los posibles valores de m z se incluyen a lo largo del eje Z como una proyección del vector del operador dovzhin | |=.

Cuando =1, = yakscho como uno de los momentos de rotación, tome h / 2p. El espín conocido, por ejemplo, del núcleo del átomo de sodio nos permite examinar en detalle la división sutil de los niveles de energía y las líneas espectrales de este elemento. El momento de giro del núcleo está cuantificado. Se ha establecido que el valor máximo del espín del núcleo del átomo de sodio es .

Si se considera que el momento de giro del núcleo es uno, entonces su proyección en la dirección de avance (indicada por el campo magnético externo) puede producir valores discretos: 0, ±1, ±2, ... o La fina estructura de las líneas espectrales se explica por la interacción espín-orbital de los electrones y el depósito de masa de electrones en el fluido.

El tamaño de la división fina de los niveles de energía de los átomos ligeros es de ~10 - 5 eV.

Para átomos importantes, puede alcanzar una fracción de un electrón voltio.

La totalidad de los antiguos en los que se divide el energético ruibarbo se llama multiplete: dobletes, trillizos, etc.

Los iguales simples que no se dividen en iguales similares se llaman camisetas sin mangas. La fina estructura de las líneas espectrales se caracteriza por una fina estructura estable a»1/137. La estructura superfina de las líneas espectrales se explica por la interacción entre la capa de electrones y el núcleo del átomo. Para las líneas de sodio D1 y D2 hay una manifestación de la estructura fina de las líneas espectrales. En la Fig. 2 es consistente con las reglas para seleccionar imágenes y posibles transiciones (sin ajustar la escala).

A continuación se muestra una imagen de la división superfina de líneas espectrales. Las principales intensidades de los componentes vienen dadas por dos cortes verticales, imágenes bajo las correspondientes transiciones cuánticas. Para el átomo de agua superfino, la estructura es similar a la del nivel de energía principal (n = 1, = 0); La estructura está bien todos los días. Esto se debe a la interacción entre el momento total del electrón y el momento de espín del núcleo (protón). Cuando un electrón pasa entre dos subestructuras, parece que la división superfina del nivel de energía principal del átomo de agua se debe a la prominencia de un largo intervalo de l = 21 cm, que debe evitarse para la capa media de el agua. La fina estructura desarrollada de las líneas espectrales tiene un papel importante como vidigrav. efecto Zeeman simple y plegable (anómalo), Como sólo deben tener cuidado aquellos con átomos paramagnéticos, los fragmentos tienen un momento magnético igual a cero y pueden interactuar con el campo magnético. El simple efecto Zeeman se produce cuando se introduce un generador en el campo magnético, lo que provoca la división de los niveles de energía y las líneas espectrales en varios componentes. La teoría cuántica del efecto Zeeman se basa en el análisis de la división del nivel de energía de un electrón vibrante en un átomo introducido en un campo magnético. Cuando el electrón transfiere solo el momento magnético orbital y el campo magnético, el átomo gana energía adicional DW = - m 0 p mz H, donde H es la intensidad del campo magnético; p mz - Proyección del momento magnético sobre la dirección del campo magnético Z; m 0 – constante magnética.

En un campo magnético débil se evita el efecto Zeeman de plegado.

Este efecto se explica después de que se revela el espín del electrón y se ilustra en la descripción del modelo vectorial del átomo. La división de los niveles de energía en un campo magnético se manifiesta por la resonancia magnética, que reside en la energía selectiva (selectiva) de un campo magnético alterno y está asociada con transiciones perturbadoras entre los elementos del mismo multiplete de Zeeman que apareció como resultado de la acción de un campo magnético estacionario. momento magnético del electrón, llamado resonancia magnética electrónica(resonancia ferromagnética y resonancia magnética nuclear). Resonancia magnética nuclear, aparición de momentos magnéticos en partículas nucleares (protones y neutrones).

Cuidado también resonancia paramagnética electrónica, que estaba obstinadamente en guardia contra E.K. Zawoisky nacido en 1944

LÍNEAS ESPECTRALES, DE REGRESO AL NÚCLEO CINTURA

VIVCHENNYA DE ESTRUCTURA MUY FINA

7.1. Robots meta y zmіst: transferencia de la estructura superfina de líneas espectrales utilizando un interferómetro Fabry-Perot adicional y un espín significativo del núcleo.

7.2. Equipo: Espectrógrafo ISP-28, interferómetro Fabry-Perot IT-51, lámparas VSB-2 con vapor de mercurio y cintura, bloque de vida PPBL-3.

Cuando se observan utilizando dispositivos espectrales de alta intensidad de línea divisoria, la mayoría de los elementos revelan una estructura plegada, lo que significa una estructura multiplete (fina) más baja de las líneas. Este problema se debe a la interacción de los momentos magnéticos de los núcleos con la capa de electrones, lo que conduce a la estructura superfina de los barrancos y la destrucción isotópica de los barrancos .

Los momentos magnéticos de los núcleos están relacionados con la presencia de momentos mecánicos de momento (espines) en ellos. El espín nuclear se cuantifica según las reglas ocultas de cuantificación de momentos mecánicos. Dado que el número de masa del núcleo es igual, el número cuántico de espín I es igual, y cuando A no está apareado, el número I es igual. Un gran grupo de los llamados núcleos emparejados que contienen tanto protones como neutrones, tienen espín cero y momento magnético cero. Las líneas espectrales de isótopos pareados no muestran una estructura superfina. Otros isótopos tienen momentos mecánicos y magnéticos bajo cero.

Por analogía con los momentos magnéticos creados en los átomos por los electrones y el momento magnético del núcleo, uno puede imaginar

de - masa del protón, - así llamado - el factor del núcleo, que forma la estructura de las capas nucleares (en el orden de magnitud de las unidades antiguas). Uno de los momentos nucleares del mundo es el magnetón nuclear:

Magnetón nuclear = 1836 veces menos que el magnetón de Bohr. El pequeño valor de los momentos magnéticos de los núcleos frente a los momentos magnéticos de los electrones en un átomo explica la elasticidad de la estructura superfina de las líneas espectrales, que llega a ser del orden de magnitud de la división multiplete.

La energía de interacción entre el momento magnético del núcleo y los electrones del átomo es antigua.

de - La fuerza del campo magnético creado por los electrones en el punto donde se encuentra el núcleo.

Rozrahunki trae a la fórmula

Aquí A es un valor constante para este nivel, F es el número cuántico del momento total del núcleo y la capa de electrones.

¿Cómo toma significado?

F = J + I, J + I-1, ..., | J-I |. (7.6)

El grado de división aumenta con el aumento de la carga del núcleo Z, así como con el aumento de la etapa de ionización del átomo, aproximadamente proporcional a la carga del exceso atómico. Dado que los elementos ligeros tienen una estructura superfina (del orden de cientos de partes), para elementos importantes como Hg, T1, Pb, Bi, alcanza un valor de solo unos pocos átomos neutros y unos pocos iones.

Trasero de yak en la Fig. La figura 7.1 muestra un diagrama de la división superfina de las filas y líneas del doblete de sodio resonante (transición). El sodio (Z=11) es el único isótopo estable con número másico A=23. El núcleo se lleva al grupo de núcleos no apareados y tiene espín I=3/2. El momento magnético del núcleo sigue siendo 2,217. La parte inferior de ambos componentes del doblete se divide en dos partes subdelgadas con F=1 y 2. La parte del doblete se divide en dos partes (F=0, 1, 2, 3). La cantidad de división es igual a 0,095. La división de los rangos superiores es mucho menor: para el rango allí es 0,006, fuera de la división el nivel pasa a ser 0,0035.

El estudio de la estructura superfina de las líneas espectrales permite determinar cantidades tan importantes como los momentos mecánicos y magnéticos de los núcleos.

Extremo del giro central directamente detrás del número de componentes para calcular el momento nuclear y la estructura de la línea z = 535,046 nm. La imagen completa de la división de los ríos se presenta en la Fig. 7.2. La cintura tiene dos isótopos: i, cuyo porcentaje en suma natural se convierte en: -29,50% y - 70,50%. Las líneas de ambos isótopos indican el desplazamiento isotópico, que es similar a nm. Para ambos isótopos, el espín nuclear es I = 1/2. Siguiendo el esquema de división, está claro que la línea de cintura del nm, que aparece al pasar de un nivel a otro, consta de tres componentes de división superfina con una relación de intensidad de 2: 5: 1, así como el nivel de la almacén Hay dos subárboles con un soporte entre los árboles y también se divide en dos subárboles. No es suficiente estar entre los elementos, por lo que las precauciones espectroscópicas revelan solo dos componentes de la división superfina del isótopo de la piel del okremo, cultivado a una distancia nm (). Del número de componentes se desprende claramente que el espín del núcleo es I = 1/2, ya que para J = 1/2 el número de componentes es 2I+1 =2. Momento cuadrupolar Q = 0. Cabe señalar que la división del término es muy pequeña y no está permitida de forma espectroscópica. El término de división anormalmente fuerte se explica porque reconoce la tormenta en el lado de la configuración. El número de componentes de esta línea es casi idéntico. Los componentes A y B pertenecen a un isótopo más amplio y los componentes B pertenecen a un isótopo más raro. Los dos grupos de componentes se destruyen claramente uno por uno, estando el isótopo más pesado en el lado violeta del espectro. Variar las intensidades de los componentes A: o B permite la determinación de isótopos en la mezcla natural.

7.4. Descripción de la instalación.

El STS de las líneas espectrales sólo se puede observar con dispositivos de alta distribución, por ejemplo, un interferómetro de Fabry-Perot (FPI). IFP es una aplicación con un intervalo espectral estrecho (por ejemplo, un intervalo espectral amplio λ = 500 nm en IFP con una distancia entre espejos t = 5 mm es posible establecer Δλ = 0,025 nm, dentro del cual intervalo Δλ puede ser superior para mantener la estructura fina y superfina). Como regla general, los IFP se combinan con un dispositivo espectral para la monocromatización directa. Esta monocromatización puede ocurrir antes de que el flujo de luz ingrese al interferómetro o después de pasar a través del interferómetro.

El esquema óptico para rastrear líneas espectrales STS se muestra en la Fig. 7.3.

La fuente de luz 1 (lámpara VSB sin electrodos de alta frecuencia con vapores metálicos) se proyecta a través de la lente 2 (F = 75 mm) en el IFP (3). El patrón de interferencia se localiza en la discontinuidad, el anillo es proyectado por un condensador acromático 4 (F=150 mm) en el plano de entrada del espectrógrafo 5 (colimador 6,7,8, prisma Koren, graficador de espectro de lente de cámara). La parte central de los anillos concéntricos es visible a través de la rendija (5) del espectrógrafo y la imagen de la fotografía se transfiere al área focal 9 y se registra en una placa fotográfica. Para diferentes espectros lineales, la imagen estará formada por líneas espectrales intercaladas en altura con máximos y mínimos de interferencia. Esta imagen se puede ver visualmente en el lateral de la parte del casete de la lupa. Con el ajuste adecuado de IT, la imagen tiene una apariencia simétrica (Fig. 7.4.).