Дополнительные главы атомных спектров. Волошина Т.В - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

5
Число m
j
может иметь значения m
j
= j, j-1, … , -j.
Состояния электрона со значениями орбитального квантового числа
l = 0, 1, 2, 3, 4, 5... принято обозначать буквами s, p, d, f, g, h .... Перед этим
буквенным символом указывается главное квантовое число электрона.
Например, состояние с n = 1, l = 0 обозначается 1s, состояние с n = 2, l = 1
как 2p и т. д. Квантовые числа моментов атома в целом обозначаются
большими буквами L, S, J, а состояния атома/с различными L — буквами S, Р,
D, F,... Для одноэлектронных атомов состояния атома и электрона совпадают.
Слева вверху в виде индекса у буквенного обозначения уровня указывается его
мультиплетность: κ = 2S+1, а справа внизу — значение полного момента
количества движения J. Для атомов с одним электроном
κ = 2 и символы уровней имеют
2
S
1/2
,
2
P
1/2
,
2
P
3/2
,
2
D
3/2
,
2
D
5/2
,
2
F
5/2
,
2
F
7/2
и т . д.
В спектроскопии принято частоту излучения выражать в волновых
числах (в см
-1
)
ν = 1/λ, (8)
где λ — длина волны излучения в вакууме (см ). Энергия уровней также обычно
выражается в обратных сантиметрах
1
. Если представить постоянную Ридберга в
см
-1
(R = 109737,4 см
-1
), то для частоты перехода между уровнями с главными
квантовыми числами n и n' будем иметь
2
22
11
nnnn
EERZ
nn
ν
′′

=−=−

′

. (9)
Величины энергии уровней в см
-1
, взятые с обратным знаком, называют
спектральными термами T
n
= E
u
(см
-1
). Частота спектральной линии является
разностью ее нижнего и верхнего термов ν
nn'
= Т
п'
—Т
п
.
Схема энергетических уровней и переходов между ними у атома
водорода изображена на рис. 1.
Для данного значения главного квантового числа n уровни энергии с
различными l (s, p, d, f,... состояния) совпадают между собой, т . е . являются
вырожденными . Вырождение уровней энергии по орбитальному квантовому
числу является характерной особенностью атома водорода и связано с
кулоновской формой потенциала поля ядра.
В атоме водорода совокупность переходов на основной (невозбужденный)
уровень (n'=1) носит название спектральной серии Лаймана . Серия линий,
имеющих общий нижний уровень n'=2, называется серией Бальмера. Переходы
на уровни с n'=3 и 4 образуют соответственно серии Пашена и Брэкета На рис.
2 изображен общий вид спектральной серии Бальмера, линии которой лежат в
видимой и ближней ультрафиолетовой области спектра.
1
Реже используется выражение энергии в электрон-вольтах (1 эВ = 8066 см
-1
= 1,602⋅10
-19
Дж).

Страницы