WWW.NEW.PDFM.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Собрание документов
 

«Задача 6.77. Схема Рассела – Салмуса В спектрах солнечной короны наблюдаются линии, которые долго не могли приписать ни одному из известных элементов, поэтому их приписывали гипотетическому 2 3 2 ...»

ЛЕКЦИЯ 10

ЭФФЕКТ ЗЕЕМАНА

Задача 6.77 .

Схема Рассела – Салмуса

В спектрах солнечной короны наблюдаются линии, которые долго не могли приписать ни одному из известных элементов, поэтому их приписывали гипотетическому

2 3 2 (1 = 2649 ) и 1 2 3 1 (2 = 3987 ) иона железа Fe10+. Найти длину

элементу коронию. Впоследствии выяснилось, что это в основном линии ионов железа

линии перехода 3 0 3 1 в схеме Рассела – Саундерса (-схема) .

и никеля. Среди наблюдаемых линий корония есть линии, соответствующие переходам отвечает за суммарный орбитальный момент, то есть = 1 .

Решение .

SL = ( ), Энергия спин-орбитального взаимодействия равна где — некая константа для иона Fe ( 0), а угловые скобки означают усреднение по направлению и .

= ( 2 2 2 ), = ( ( + 1) ( + 1) ( + 1)), SL = [ ( + 1) ( + 1) ( + 1)] .

Для соответствующих уровней посчитаем SL :

2 = 0; = 2; = 2 SL (1 2 ) = 0, 0 = 1; = 1; = 0 SL (3 0 ) = 2 0, так как 0 .

1 = 1; = 1; = 1 SL (3 1 ) = 0, Это понадобится для того, чтобы понять какой уровень находится выше .

Конспект не проходил проф. редактуру, создан студентами и, ! 2 возможно, содержит смысловые ошибки .

Следите за обновлениями на lectoriy.mipt.ru .

2 = 1; = 1; = 2 SL (3 2 ) = 0 .

(3 0 ) (3 1 ) = 0 .

Соответственно, переходы будут:

Следовательно, 3 0 выше, чем 3 1 .



(3 1 ) (3 2 ) = 2 0 .

Точно так же найдем остальные:

Уровень 3 1 выше, чем 3 2 .

Такой мультиплет называется обратным .

На рисунке (10.1) показаны все эти уровни .

Уровень 1 2 выше, чем все уровни .

Рис. 10.1 Требуется найти длину волны перехода 3 0 3 1 .

— энергия неизвестного перехода, = (3 0 ) (3 1 ) = .

можно выразить следующим образом:

= = [(3 1 ) (3 2 )], = (1 2 ) (3 2 ), = (1 2 ) (3 1 ), 1 1 = [(3 1 ) (3 2 )] = [[(1 2 ) ] [(1 2 ) ]], = () = = 15787 .

–  –  –

1. Эффект Зеемана магнитном поле. Величина этого магнитного поля оценивается 105 Гс — это внутренУ каждого атома есть свое характерное магнитное поле, связанное с орбитальным движением частиц. Частицы (электроны), совершая орбитальное движение, находятся в нее поле атома. В этом поле находится соответствующий спиновый момент этого элекпо, но не снимает вырождение по, уровни остаются нерасщепленными .

трона, и происходит спин-орбитальное расщепление (тонкая структура). То есть Для того чтобы снять вырождение по, необходимо внешнее магнитное поле. Окаона существует без наложения внешнего поля. Тонкая структура снимает вырождение зывается, что можно снять это вырождение в слабом магнитном поле. Объясним это .

Слабое магнитное поле — это поле, которое меньше собственного поля, связанного с орбитальным вращением. Поле называется слабым, а соответствующий эффект Зеемана называется сложным. Нарисуем известные переходы натрия. Они показаны на рисунке (10.2) .

–  –  –

где — соответствующий -фактор .

u и u отличаются. Спиновый -фактор равен двум, а орбитальный -фактор равен нием и спином, не совпадает с по направлению .

единице. Поэтому суммарный магнитный момент, определяемый орбитальным движеНужно подсчитать дополнительную магнитную энергию .

–  –  –

Начнем с 3 2 1. Квант электромагнитной энергии излучен. Это переход из уровня В этом магнитном поле, которое намного меньше спин-орбитального поля, возникает 10 линий. Теперь изучим, какие переходы возможны .

на нижележащий уровень .

Атомов в веществе очень много, и каждый из них по разному возбужден. Поэтому всегда найдется очень много атомов, которые в каком-то конкретном состоянии. Понятэнергии. Получается, что между этими уровнями должен быть соответствующий но, что эти возбужденные атомы долго находится в этом состоянии не могут и, следовательно, они сбрасывают свое возбуждение в виде излучений соответствующего кванта ный переход будет с 3 2 1 на 3 2 1 без внешнего магнитного поля. Интересно, после квант энергии, который должен поменять свое состояние. Например, такой излучательПо правилам отбора изменение должно быть равно либо 0, либо ±1, никаких других какие переходы будут осуществляться после расщепления внешним магнитным полем .

изменений полного момента не существует. Эти переходы показаны на рисунке (10.4) .

–  –  –

При переходе из возбужденного состояния атома в основное испускается дублет 1 = 455,1 нм и 2 = 458,9 нм. Какие линии, соответствующие переходу 2 1 2 3, Задача 6.21. Спектр поглощения жении магнитного поля 50 кГс при температуре = 0,5 K?

будут наблюдаться в спектре поглощения газа, состоящего из таких атомов, при налоДанный переход 2 1 2 3 не является излучательным, а является поглощательным .

Решение .

Рассмотрим схему некоторого опыта. Он показана на картинке (10.5) .

В камеру помещается кусок натрия, снизу помещается приспособление для обогревания. При нагревании натрий испаряется, возникают пары натрия, и в этих парах пропускают свет. Дальше ставят две призмы и наблюдают, как в желтой области (свет белый) возникает черный провал. Дублета не будет видно. Такой спектр и называется поглощательным .

Посмотрим на важность температуры. Рассмотрим LS (спин-орбитальное взаимоВернемся к задаче. Из перехода из возбужденного состояния в основное возникает дублет, известны его линии. Покажем это расщепление на рисунке (10.6) .

–  –  –

будет выше ( 300 К), тогда будут заполнены оба уровня (состояния), можно будет наблюдать больше линий. Требуется исследовать линии, направленные в 2 3. Получится этот газ все атомы последнего будут находится на нижнем уровне. Если температура Было показано, что Б LS. Следовательно, будет работать сложный эффект 3 линии. Все молекулы газа при этой температуре находятся внизу, и при наложении поля возможны только эти три линии перехода .

Зеемана, магнитное поле слабое .

–  –  –

2 (1) = 5 {3 = Б 2 (1) = 1 {2 + 1 = 1 .

–  –  –

2. Простой эффект Зеемана Теперь рассмотрим сильное магнитное поле. Скажем, как ставится опыт по эффекту Зеемана. Он еще классифицируется на продольный и поперечный .

Схема опытов показана на рисунке (10.7) .

–  –  –

Рассматривается только поперечный эффект. Когда магнитное поле сильное, наблюних. Более того, оказывается, что эти соответствующие частоты не зависят от, то дается только 3 линии, поэтому и называется простой эффект Зеемана. Простота заключается в том, что наблюдается только 3 линии, а не большое множество последесть этот эффект можно объяснить с классических молекулярных представлений, не прибегая к квантовой механике .

–  –  –

Это линии линейно-поляризованного света. Колебание в -линиях перпендикулярно полю, а в -линиях направлено по полю .

Линии, получаемые в продольном эффекте, показаны на рисунке (10.9) .

Эти две линии дают циркулярно-поляризованный свет, вращающийся в разные стороны. Третьей линии нет .

Теперь поймем, почему в поперечном эффекте возникают 3 линии в сильном магнитном поле .

<

–  –  –

так как -фактор равен единице, а u = 2 .

В сильном магнитном поле не образуется общий. Каждый расщепляется по отдельности. u отдельно, а u отдельно. не квантуется, сильное поле не позволяет

–  –  –

Возможные переходы изображены на рисунке (10.10). Там шесть линий. На самом деле их три, а не шесть, потому что у некоторых расстояния одинаковы (например, у первой и четвертой) .

Задача 6.31 .

Атомарный водород в магнитном поле Атомарный водород помещен в магнитное поле 2 Тл, много большее характерного = 3 и нарисовать картину расщепления этого уровня .

поля атома, т. е. магнитного поля атома, действующего на электрон. Определить максимальную дополнительную энергию (в эВ), которую приобретает атом в состоянии с Так как = 3, то = 1 = 2. Следовательно, u меняется от 2 до 2, а u от 1 до 1. Тогда максимальное значение u + 2u равно трем .

Решение .

–  –  –

-1

-1

-1 0 -1

-1 0

-1

-1 -2

-1

-2 -1

Похожие работы:

«НАУК СССР академия ИНСТИТУТ НАРОДОВ АЗИИ С. С. К А К А Б А Д З Е ГРУЗИНСКИЕ ДОКУМЕНТЫ ИНСТИТУТА НАРОДОВ АЗИИ АН СССР ИЗДАТЕЛЬСТВО "НАУКА" Главная редакция восточной литературы Москва 1967 Ответственный редактор P.P. О р б е л...»

«оповiдi 10 • 2011 НАЦIОНАЛЬНОЇ АКАДЕМIЇ НАУК УКРАЇНИ БIОЛОГIЯ УДК [576.31+576.32/.36]:612.22:597.556.31 © 2011 В. Н. Новицкая, А. А. Солдатов, И. А. Парфенова Функциональная морфология, сопряжение мембранных и метаболических функций у ядерных эритроцитов Scorpaena porcus P. в условиях экспериментальной гипоксии (Представлено членом...»

«ЖИТИЯ СВЯТЫХ по изложению святителя Димитрия, митрополита Ростовского Месяц ноябрь Издательство прп. Максима Исповедника, Барнаул, 2003-2004 http://ispovednik.ru 1 ноября ЖИТИЯ СВЯТЫХ по изложению святителя Димит...»

«Том XXVI Проклятье Древнего Ханаана Трилогия: Сегодня становится все более непонятен и загадочен смысл проведения большевиками русской революции. Одни, даже несмотря на все пережитые ими ужасы, продолжают настаивать о несомненном благе, принесенном в страну завоевавшим ее социализмом. Другие, хоть краешком глаз...»

«О.Н. Морозова Тверская государственный университет, г. Тверь O.N. Morozova Tver State University, Tver FACTS` PLACE AND PURPOSE IN THE COMMUNICATIVE PROCESS OF JOURNALISTIC INVESTIGATION МЕСТО И НАЗНАЧЕНИЕ ФАКТОВ В...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" (ЮГУ) СУРГУТСКИЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИКУМ (филиал) федерального государственного бюджетного образо...»

«www.koob.ru Фридрих Ницше По ту сторону добра и зла ПРЕЛЮДИЯ К ФИЛОСОФИИ БУДУЩЕГО Перелом в мировоззрении и со всём строе мыслей Ницше, наступивший после написания Заратустры, обязывал его к новым задачам,...»

«СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РЕЗЬБЫ Нож для резьбы Прямые стамески Полукруглые стамески Полукруглыми резцами Заточка полукруглых стамесок и резцов СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ СУШКА, СКЛЕИВАНИЕ И ОТДЕЛКА ДРЕВЕСИНЫ УКР...»








 
2018 www.new.pdfm.ru - «Бесплатная электронная библиотека - собрание документов»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.