Методические указания к курсу "Атомная спектроскопия". Шунина В.А - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

24
которой электрический вектор описывает окружность в плоскости ,
перпендикулярной к внешнему полю.
Рис. 5
Если эффект Зеемана наблюдается вдоль магнитного поля, то это продольный
эффект Зеемана, если перпендикулярно полю, то - поперечный. Если в
поперечном эффекте имеется три , а в продольном эффекте две составляющие, то
явление называется простым (нормальным) эффектом Зеемана. Во всех
остальных случаях имеет место сложный (аномальный) эффект Зеемана.
В продольном эффекте Зеемана π-компонента не наблюдается , так как
излучение распространяется в этом случае перпендикулярно внещнему полу. В
поперечном эффекте σ-компоненты наблюдаются линейно поляризованными , так
как круговое движение вектора E проектируется в колебания, перпендикулярные
внешнему полю В.
Выясним когда наблюдается простой эффект Зеемана. Для этого перепишем
формулу для
B
ν
, записав правило отбора как
JfJiJ
mmm
=+∆
,
()
B
BoifgifJ
B
ggmgm

ν=ν+−−⋅∆

.
Формула простого эффекта Зеемана получится если первый член в квадратной
скобке будет равен нулю. Это возможно при
if
gg
=
( множители Ланде
начального и конечного состояний равны друг другу ) или при
gi
m0
=
, что
означает
i
J0
=
( полный момент импульса электронной оболочки атома в
начальном состоянии равняется нулю ), то есть по внутреннему квантовому числу
совершается переход
01
→
. Условие
if
gg
=
выполняется , если в начальном и
конечном состояниях полный момент импульса является чисто орбитальным
(
ifiiffif
SS0,JL,JL,g1,g1
======
)
или имеет спиновый характер
(
ifiiffif
LL0,JS,JS,g2,g2
======
)
σ
σ
                                                     24

к оторой     эл ек три ческ и й   в ек тор опи сы в ает               ок ру ж н ость   в   пл оск ости ,
перпен ди к у л ярн ой к в н ешн ему пол ю.



                                     σ                           σ




                                                  Ри с. 5
Е сл и эф ф ек т З ееман а н абл юдается в дол ь магн и тн ого пол я, то это продол ьн ы й
эф ф ек т З ееман а, есл и перпен ди к у л ярн о пол ю, то - поперечн ы й . Е сл и в
поперечн ом эф ф ек те и меется три , а в продол ьн ом эф ф ек те дв е состав л яющ и е, то
яв л ен и е н азы в ается пр о ст ы м (но р м ал ьны м ) эффект о м Зеем ана. В о в сех
остал ьн ы х сл у чаях и меет место сл о ж ны й (ано м ал ьны й) эффект Зеем ана.
 В продол ьн ом эф ф ек те З ееман а π-к омпон ен та н е н абл юдается, так к ак
и зл у чен и е распростран яется в этом сл у чае перпен ди к у л ярн о в н ещ н ему пол у . В
поперечн ом эф ф ек те σ-к омпон ен ты н абл юдаются л и н ей н о пол яри зов ан н ы ми , так
к ак к ру гов ое дв и ж ен и е в ек тора E проек ти ру ется в к ол ебан и я, перпен ди к у л ярн ы е
в н ешн ему пол ю В.
В ы ясн и м к огда н абл юдается простой эф ф ек т З ееман а. Дл я этого перепи шем
ф орму л у дл я ν B , запи сав прав и л о отбора к ак m Jf = m Ji + ∆m J ,

                                         µB B
                          νB = νo +           ( gi − g f ) m gi − g f ⋅ ∆m J  .
                                          h 

Ф орму л а простого эф ф ек та З ееман а пол у чи тся есл и перв ы й чл ен в к в адратн ой
ск обк е бу дет рав ен н у л ю. Э то в озмож н о при g i = g f ( мн ож и тел и Л ан де
н ачал ьн ого и к он ечн ого состоян и й рав н ы дру г дру гу ) и л и при m gi = 0 , что
озн ачает J i = 0 ( пол н ы й момен т и мпу л ьса эл ек трон н ой обол очк и атома в
н ачал ьн ом состоян и и рав н яется н у л ю ), то есть по в н у трен н ему к в ан тов ому чи сл у
сов ершается переход 0 → 1 . У сл ов и е g i = g f в ы пол н яется, есл и в н ачал ьн ом и
к он ечн ом состоян и ях пол н ы й момен т и мпу л ьса яв л яется чи сто орби тал ьн ы м

                      ( Si = Sf = 0, J i = Li , J f = L f , g i = 1, g f = 1 )

и л и и меет спи н ов ый харак тер

                     ( Li = Lf = 0, J i = Si , J f = Sf , g i = 2, g f = 2 )

Страницы