Лекции по квантовой механике. Розман Г.А. - 130 стр.

íåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ.Êàæäîé îðèåíòàöèè ñîîòâåòñòâóåò ñâîÿ ýíåðãèÿ âçà-
èìîäåéñòâèÿ ïîëíîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà àòîìà ñ âíåøíèì ìàãíèòíûì ïî-
ëåì. Ñëåäîâàòåëüíî, ýíåðãåòè÷åñêèé óðîâåíü àòîìà, ïîìåùåííîãî âî âíåø-
íåå ìàãíèòíîå ïîëå, äîëæåí ðàñùåïèòüñÿ íà 2j+1 ïîäóðîâíåé.
      Ðàññìîòðèì ñëó÷àé Ðàññåë-Ñàóíäåðîâñêîé ñâÿçè, êîãäà ñâÿçü ìåæäó
îðáèòàëüíûì è ñïèíîâûìè ìàãíèòíûìè ìîìåíòàìè íå ðàçðûâàåòñÿ ïîä
âëèÿíèåì âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïîýòîìó ðàñùåïëåíèå íà 2j+1 ïî-
äóðîâíåé îêàçûâàåòñÿ ìåíåå ñóùåñòâåííûì, ÷åì åñòåñòâåííîå (áåç âëèÿ-
íèÿ âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ) ìóëüòèïëåòíîå ðàñùåïëåíèå óðîâíåé,
îïðåäåëÿåìîå ñïèí-îðáèòàëüíûì âçàèìîäåéñòâèåì (ñì.ðèñ.12).
                                      êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàññìîòðèì
                                ðàñùåïëåíèå óðîâíåé àòîìà íàòðèÿ, ïðè-
                                âîäÿùåå ê âîçíèêíîâåíèþ ãëàâíîé ñå-
                                                                            2
                                   ðèè. Ýíåðãåòè÷åñêèé óðîâåíü
                                                                                P3 ðàñùå-
                                                                                 2
                                   ïèòñÿ íà ÷åòûðå ïîäóðîâíÿ, ñîîòâåò-
                                   ñòâåííî ÷åòûðåì âîçìîæíûì îðèåíòàöè-
                                   ÿì ïîëíîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà îòíîñè-
                                   òåëüíî îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàãíèòíî-
                                                     3       1 1 3
           Ðèñ. 12                 ãî ïîëÿ: m j = − ,− , , . Ýíåðãåòè÷åñ-
                                                     2       2 2 2
                                                2            2
                                                    P1           S1
                                   êèå óðîâíè            è            ñ êâàíòîâûì ÷èñ-
                                                     2            2

                                   1
ëîì ïîëíîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà j =   ðàñùåïëÿþòñÿ íà äâà ïîäóðîâíÿ
                                   2
êàæäûé, êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò äâóì âîçìîæíûì îðèåíòàöèÿì ïîëíîãî
                                                                                     1 1
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà îòíîñèòåëüíî âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ : m j = − , .
                                                                                     2 2
     ×òîáû íàéòè ëèíèè èçëó÷åíèÿ, íåîáõîäèìî ñ ïîìîùüþ ïðàâèë îòáî-
ðà íàéòè âîçìîæíûå ïåðåõîäû:
     1. ∆l = ±1, 2. ∆j = 0, ±1. 3. ∆m j = 0, ±1. 4. ∆s = 0.
     Íà ðèñ.12 âèäíî, ÷òî âñåãî âîçìîæíî 10 ðàçëè÷íûõ ïåðåõîäîâ, ïî-
ýòîìó âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå êàæäûé äóáëåò ãëàâíîé ñåðèè èçëó÷å-
íèÿ àòîìà íàòðèÿ ðàñùåïèòñÿ íà 10 ëèíèé. Èñòîðè÷åñêè òàêîå ðàñùåïëå-
íèå ïîëó÷èëî íàçâàíèå àíîìàëüíîãî ýôôåêòà Çååìàíà.


                                     130