Лекции по квантовой механике. Розман Г.А. - 121 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

121
ýëåêòðîíà íà íàïðàâëåíèå ãðàäèåíòà âíåøíåãî íåîäíîðîäíîãî ìàãíèòíî-
ãî ïîëÿ (íà ðèñ.10 ãðàäèåíò íàïðàâëåí âäîëü îñè Îz). Òî, ÷òî èñõîäíûé
ïó÷îê âîäîðîäíûõ àòîìîâ ðàñùåïèëñÿ íà äâå ÷àñòè, ñâèäåòåëüñòâîâàëî î
òîì, ÷òî ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé ìîìåíò ýëåêòðîíà ìîæåò èìåòü ëèøü äâå
ïðîåêöèè
.
z
µ
± Èçìåðèâ ãðàäèåíò âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ è îòêëîíå-
íèå ïó÷êà îò ïåðâîíà÷àëüíîãî íàïðàâëåíèÿ, ìîæíî áûëî îïðåäåëèòü âå-
ëè÷èíó ñîáñòâåííîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà ýëåêòðîíà. Îí îêàçàëñÿ ðàâ-
íûì îäíîìó ìàãíåòîíó Áîðà
.
2
e
m
eh
Ðàíåå, ðàññìàòðèâàÿ îðáèòàëüíîå äâè-
æåíèå ýëåêòðîíà â àòîìå, áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ìåæäó ìåõàíè÷åñêèì è ìàã-
íèòíûì îðáèòàëüíûìè ìîìåíòàìè ñóùåñòâóåò ñâÿçü, îïðåäåëÿåìàÿ ãèðî-
ìàãíèòíûì ÷èñëîì. Îáíàðóæèâ ó ýëåêòðîíà ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé ìî-
ìåíò, ó÷åíûå ïîñòóïèëè ëîãè÷íî, ñîïîñòàâèâ åìó ñîáñòâåííûé ìåõàíè-
÷åñêèé ìîìåíò, êîòîðûé êðàòêî íàçâàëè ÑÏÈÍÎÌ. Áóäóùåå ðàçâèòèå
ôèçèêè ïîêàçàëî, ÷òî ó ëþáîé ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû åñòü ñîáñòâåííûé
ìåõàíè÷åñêèé ìîìåíò - ñïèí, è ñâÿçàííûé ñ íèì ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé
ìîìåíò. Î÷åíü ÷àñòî, ðàññìàòðèâàÿ ïîâåäåíèå ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû âî
âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå, ãîâîðÿò îá îðèåíòàöèè åå ñïèíà. Ýòî âåðíî,
åñëè èìåòü ââèäó, ÷òî ìàãíèòíîå ïîëå íåïîñðåäñòâåííî äåéñòâóåò íà ñîá-
ñòâåííûé (áóäåì åãî íàçûâàòü ñïèíîâûì) ìàãíèòíûé ìîìåíò ÷àñòèöû, à
ñïèí (ñîáñòâåííûé ìåõàíè÷åñêèé ìîìåíò) íåïîñðåäñòâåííî äåéñòâèå ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ íå èñïûòûâàåò. Ìû îòìå÷àåì íå ñòîëüêî òåðìèíîëîãè÷åñ-
êèé ìîìåíò, ñêîëüêî ïðàâèëüíîå ôèçè÷åñêîå ñëîâîóïîòðåáëåíèå (ãðàìîò-
íîñòü ðå÷è îòðàæàåò ïîíèìàíèå ôèçèêè).
36.2. Äóáëåòíàÿ ñòðóêòóðà ñïåêòðîâ ïàðîâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ
Ñïåêòðàëüíûå ëèíèè ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, èìåþùèõ âñåãî îäèí
îïòè÷åñêèé ýëåêòðîí, îêàçûâàþòñÿ áîëåå ñëîæíûìè, ÷åì ýòî îïðåäå-
ëÿåòñÿ ïîëóêëàññè÷åñêîé òåîðèåé Í.Áîðà ïðè ðàññìîòðåíèè äâèæåíèÿ
ýëåêòðîíà â ïîëå öåíòðàëüíîé ñèììåòðèè. Íàïðèìåð, ó àòîìîâ íàòðèÿ
âìåñòî îäíîé ñïåêòðàëüíîé ëèíèè, ñîîòâåòñòâóþùåé ïåðåõîäó 2p-1s,
íàáëþäàåòñÿ ðàñùåïëåíèå åå íà äâå áëèçêî ðàñïîëîæåííûå ëèíèè, íà-
áëþäàåòñÿ òàê íàçûâàåìûé äó áëåò. Ýòî ìîæíî áûëî áû îáúÿñíèòü,
åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ð- òåðì àòîìà íàòðèÿ ñîñòîèò èç äâóõ áëèçêî
ðàñïîëîæåííûõ ïîäóðîâíåé. Ïîäîáíàÿ ñòðóêòóðà îáíàðóæèâàåòñÿ â
ñïåêòðàõ äðóãèõ àòîìîâ è ïîëó÷èëà íàçâàíèå ìóëüòèïëåòíîé ñòðóêòó-
ðû ñïåêòðîâ.
ýëåêòðîíà íà íàïðàâëåíèå ãðàäèåíòà âíåøíåãî íåîäíîðîäíîãî ìàãíèòíî-
ãî ïîëÿ (íà ðèñ.10 ãðàäèåíò íàïðàâëåí âäîëü îñè Îz). Òî, ÷òî èñõîäíûé
ïó÷îê âîäîðîäíûõ àòîìîâ ðàñùåïèëñÿ íà äâå ÷àñòè, ñâèäåòåëüñòâîâàëî î
òîì, ÷òî ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé ìîìåíò ýëåêòðîíà ìîæåò èìåòü ëèøü äâå
ïðîåêöèè ± µ z . Èçìåðèâ ãðàäèåíò âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ è îòêëîíå-
íèå ïó÷êà îò ïåðâîíà÷àëüíîãî íàïðàâëåíèÿ, ìîæíî áûëî îïðåäåëèòü âå-
ëè÷èíó ñîáñòâåííîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà ýëåêòðîíà. Îí îêàçàëñÿ ðàâ-
                             eh
íûì îäíîìó ìàãíåòîíó Áîðà 2m . Ðàíåå, ðàññìàòðèâàÿ îðáèòàëüíîå äâè-
                            e

æåíèå ýëåêòðîíà â àòîìå, áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ìåæäó ìåõàíè÷åñêèì è ìàã-
íèòíûì îðáèòàëüíûìè ìîìåíòàìè ñóùåñòâóåò ñâÿçü, îïðåäåëÿåìàÿ ãèðî-
ìàãíèòíûì ÷èñëîì. Îáíàðóæèâ ó ýëåêòðîíà ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé ìî-
ìåíò, ó÷åíûå ïîñòóïèëè ëîãè÷íî, ñîïîñòàâèâ åìó ñîáñòâåííûé ìåõàíè-
÷åñêèé ìîìåíò, êîòîðûé êðàòêî íàçâàëè ÑÏÈÍÎÌ. Áóäóùåå ðàçâèòèå
ôèçèêè ïîêàçàëî, ÷òî ó ëþáîé ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû åñòü ñîáñòâåííûé
ìåõàíè÷åñêèé ìîìåíò - ñïèí, è ñâÿçàííûé ñ íèì ñîáñòâåííûé ìàãíèòíûé
ìîìåíò. Î÷åíü ÷àñòî, ðàññìàòðèâàÿ ïîâåäåíèå ýëåìåíòàðíîé ÷àñòèöû âî
âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå, ãîâîðÿò îá îðèåíòàöèè åå ñïèíà. Ýòî âåðíî,
åñëè èìåòü ââèäó, ÷òî ìàãíèòíîå ïîëå íåïîñðåäñòâåííî äåéñòâóåò íà ñîá-
ñòâåííûé (áóäåì åãî íàçûâàòü ñïèíîâûì) ìàãíèòíûé ìîìåíò ÷àñòèöû, à
ñïèí (ñîáñòâåííûé ìåõàíè÷åñêèé ìîìåíò) íåïîñðåäñòâåííî äåéñòâèå ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ íå èñïûòûâàåò. Ìû îòìå÷àåì íå ñòîëüêî òåðìèíîëîãè÷åñ-
êèé ìîìåíò, ñêîëüêî ïðàâèëüíîå ôèçè÷åñêîå ñëîâîóïîòðåáëåíèå (ãðàìîò-
íîñòü ðå÷è îòðàæàåò ïîíèìàíèå ôèçèêè).

36.2. Äóáëåòíàÿ ñòðóêòóðà ñïåêòðîâ ïàðîâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ

     Ñïåêòðàëüíûå ëèíèè ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, èìåþùèõ âñåãî îäèí
îïòè÷åñêèé ýëåêòðîí, îêàçûâàþòñÿ áîëåå ñëîæíûìè, ÷åì ýòî îïðåäå-
ëÿåòñÿ ïîëóêëàññè÷åñêîé òåîðèåé Í.Áîðà ïðè ðàññìîòðåíèè äâèæåíèÿ
ýëåêòðîíà â ïîëå öåíòðàëüíîé ñèììåòðèè. Íàïðèìåð, ó àòîìîâ íàòðèÿ
âìåñòî îäíîé ñïåêòðàëüíîé ëèíèè, ñîîòâåòñòâóþùåé ïåðåõîäó 2p-1s,
íàáëþäàåòñÿ ðàñùåïëåíèå åå íà äâå áëèçêî ðàñïîëîæåííûå ëèíèè, íà-
áëþäàåòñÿ òàê íàçûâàåìûé äó áëåò. Ýòî ìîæíî áûëî áû îáúÿñíèòü,
åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ð- òåðì àòîìà íàòðèÿ ñîñòîèò èç äâóõ áëèçêî
ðàñïîëîæåííûõ ïîäóðîâíåé. Ïîäîáíàÿ ñòðóêòóðà îáíàðóæèâàåòñÿ â
ñïåêòðàõ äðóãèõ àòîìîâ è ïîëó÷èëà íàçâàíèå ìóëüòèïëåòíîé ñòðóêòó-
ðû ñïåêòðîâ.

                                  121