Атомный магнетизм. Кучеренко М.Г - 16 стр.

UptoLike

Рубрика: 

2.7 Расчет поправок к g - факторам основных состояний атомов
Наиболее интересными для рассмотрения являются элементы VI груп-
пы таблицы Менделеева. Атомы I и III групп имеют один валентный элек-
трон сверх заполненной оболочки, и для них отсутствует смешение состоя-
ний с разными квантовыми числами
L и S, но одинаковыми J. Атомы II, IV и
VIII групп в основном состоянии имеют полный момент
J равный нулю, и
соответственно нулевой магнитный момент. Атомы VII группы имеют пять
валентных электронов в состоянии
p
5
, что эквивалентно одной дырке в за-
полненной оболочке, и для них тоже нет смешения состояний. Атомы V
группы имеют в основном состоянии орбитальный момент L, равный нулю,
поэтому терм основного состояния не расщепляется, что делает невозмож-
ным определение одноэлектронной константы СОВ из экспериментальных
данных по мультиплетному расщеплению терма основного состояния.
Валентные электроны атомов VI группы образуют конфигурацию
p
4
,
т.е. находятся в состоянии с моментом
l = 1, а терм основного состояния дан-
ных атомов -
3
. Однако, спин-орбитальное взаимодействие приводит к то-
му, что основное состояние является суперпозицией состояний
и ,
т.е. состояний с одинаковым полным моментом
J = 2. Это необходимо учи-
тывать при вычислении
g - факторов и, соответственно, магнитных моментов
атомов. Проведем расчет коэффициентов смешения
C
2
P
2
3
P
2
1
D
β
S'L'
(
β
,LSJ), обеспечи-
вающих связь вышеуказанных состояний.
Матричный элемент опера-
тора COB (2.31) для рассматри-
ваемого случая равен
nl
ζ
2. Зна-
чения генеалогических коэффи-
циентов, необходимых при вы-
числении, приведены в таблице 1
/1/. Значения 6
j - символов взяты
из таблиц сборника /5/. Расчеты
16
Таблица 1
G
LS
SL
11
p
3
p
4
4
S
2
P
2
D
1
S 0 1 0
3
P
1
D 0
Таблица 2
Элемент,
основной терм
Терм возбужден-
ного состояния
Энергия
терма, см
-1
1
34
2 Pp
158.26
0
34
2 Pp
226.98
(
)
2
34
2 PpO
2
14
2 Dp
15867.86
1
34
3 Pp
396.8
0
34
3 Pp
573.6
(
)
2
34
3 PpS
2
14
3 Dp
9239.0
1
34
4 Pp
1989.49
0
34
4 Pp
2534.35
(
)
2
34
4 PpSe
2
14
4 Dp
9576.08
1
34
5 Pp
4707
0
34
5 Pp
4751
(
)
2
34
5 PpTe
2
14
5 Dp
10559
23
23
3 Pp
18747.95
21
42
43 Dpp
65373.47
23
42
43 Dpp
65450.02
25
42
43 Dpp
65585.00
27
42
43 Dpp
65787.38
(
)
23
43
3 SpP
21
42
43 Ppp
66343.33
1
32
3 Pp
164.8
(
)
0
32
3 PpP
+
2
32
3 Pp
469.0
3
1
2
1
12
5
2
1
4
3
          2.7 Расчет поправок к g - факторам основных состояний атомов

       Наиболее интересными для рассмотрения являются элементы VI груп-
пы таблицы Менделеева. Атомы I и III групп имеют один валентный элек-
трон сверх заполненной оболочки, и для них отсутствует смешение состоя-
ний с разными квантовыми числами L и S, но одинаковыми J. Атомы II, IV и
VIII групп в основном состоянии имеют полный момент J равный нулю, и
соответственно нулевой магнитный момент. Атомы VII группы имеют пять
валентных электронов в состоянии p5, что эквивалентно одной дырке в за-
полненной оболочке, и для них тоже нет смешения состояний. Атомы V
группы имеют в основном состоянии орбитальный момент L, равный нулю,
поэтому терм основного состояния не расщепляется, что делает невозмож-
ным определение одноэлектронной константы СОВ из экспериментальных
данных по мультиплетному расщеплению терма основного состояния.
       Валентные электроны атомов VI группы образуют конфигурацию p4,
т.е. находятся в состоянии с моментом l = 1, а терм основного состояния дан-
ных атомов - 3 P2 . Однако, спин-орбитальное взаимодействие приводит к то-
му, что основное состояние является суперпозицией состояний 3 P2 и 1 D2 ,
т.е. состояний с одинаковым полным моментом J = 2. Это необходимо учи-
тывать при вычислении g - факторов и, соответственно, магнитных моментов
атомов. Проведем расчет коэффициентов смешения CβS'L' (β,LSJ), обеспечи-
вающих связь вышеуказанных состояний.
       Матричный элемент опера-
тора COB (2.31) для рассматри- Таблица 2
ваемого случая равен 2ζ nl . Зна-     Элемент,   Терм возбужден- Энергия
                                   основной терм ного состояния терма, см-1
чения генеалогических коэффи-                           4 3
                                                                      2 p − P1             158.26
 Таблица 1                                      (
                                              O 2 p − P24   3
                                                                )          4
                                                                      2 p − P0 3
                                                                                           226.98
                            LS                                        2 p 4 −1D2         15867.86
                        G   L1 S1                                     3 p 4 − 3P1           396.8
              p3    4
                     S              2
                                     P   2
                                          D
                                                (
                                              S 3 p − P24   3
                                                                )     3 p 4 − 3P0           573.6
 p4                                                                   3 p 4 −1D2           9239.0
                                                                      4 p 4 − 3P1         1989.49
                                                   (            )
      1
          S         0               1    0              4   3
                                              Se 4 p − P2             4 p 4 − 3P0         2534.35
                     1            1                                   4 p 4 −1D2          9576.08
      3
                   −                      5
         P                      −                                     5 p 4 − 3P1           4707
                      3           2
                                  1
                                         12
                                          3
                                                   (
                                              Te 5 p 4 − 3P2    )     5 p 4 − 3 P0          4751
     1
      D             0           −                                     5 p 4 −1D2           10559
                                  2       4                           3 p 3 − 2P3 2      18747.95
                                                                    3 p 2 4 p − 4D1 2    65373.47
циентов, необходимых при вы-
числении, приведены в таблице 1                (
                                              P 3 p 3 − 4S3 2   )   3 p 2 4 p − 4 D3 2
                                                                    3 p 2 4 p − 4D5 2
                                                                                         65450.02
                                                                                         65585.00
/1/. Значения 6j - символов взяты
из таблиц сборника /5/. Расчеты                                     3 p 2 4 p − 4 D7 2   65787.38
                                                                    3 p 2 4 p − 4P1 2    66343.33
16
                                               +
                                                    (
                                              P 3 p − P02   3
                                                                )     3 p 2 − 3P1
                                                                          2
                                                                      3 p − P2 3
                                                                                          164.8
                                                                                          469.0