Дополнительные главы атомных спектров. Волошина Т.В - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

11
необходимо учитывать магнитное взаимодействие , состояние электрона в атоме
следует характеризовать четверкой квантовых чисел n, l, j, m
j
.
Энергия спин-орбитального магнитного взаимодействия Δ E
M
пропорциональна скалярному произведению μ
l
μ
s
, которое , в свою очередь,
пропорционально ls. Используя соотношение
(
)
222
2
jls
ls =
−−
(20)
и заменяя величины квадратов моментов их квантовомеханическими
собственными значениями, получим
∆E
M
= ξ
nl
[j(j + 1) - l(l + 1) - s(s + 1)]/2. (21)
Постоянная ξ
nl
носит название фактора дублетного расщепления терма
nl.
У щелочных элементов магнитное взаимодействие электронов намного
меньше электростатического . Поэтому оно приводит к тонкой структуре
энергетических термов. Согласно (21) терм с данными n и l расщепляется на
два уровня (кроме S-термов); причем уровень тонкой структуры с бóльшим j
лежит выше. Расстояние между уровнями тонкой структуры
222
MMnl
EEjlEjllδξ

=∆=+−∆=−=+


. (22)
В атомах щелочных элементов величина дублетного расщепления термов
хорошо описывается формулой Ландэ:
(
)
2223
/1
ia
ERZZnllδα
∗
=+
, (23)
где α = e
2
/2ε
0
hc = 1/137— постоянная тонкой структуры (с—скорость света),
eZ
i
— эффективный заряд , действующий на электрон внутри атомного остатка .
Формула (23) показывает, что в пределах серии термов дублетное расщепление
быстро убывает с ростом главного квантового числа. Расщепление
максимально для термов
2
P-серии, существенно меньше для
2
D-термов, еще
меньше для термов
2
F и т . д.
В ряду щелочных элементов дублетное расщепление быстро возрастает
от лития к цезию , что связано с увеличением Z
i
.
Оптические переходы между уровнями тонкой структуры подчиняются
правилу отбора:
∆j = 0, ±1. (24)
Линии главной серии щелочных элементов представляют собой дублеты
(рис. 4, а). Их ширина убывает от головной линии к более высоким членам
серии. Линии резкой (второй побочной) серии также являются двойными. Их
структура обусловлена расщеплением нижнего терма
2
P (верхние термы
2
S
являются простыми). Более сложную картину расщепления обнаруживают

Страницы