原子光譜的超精細結構

原子光譜的超精細結構,原子核-內部結構模型圖原子核的磁矩和電矩引起的原子光譜譜線分裂成多條的結構。用解析度很高的光譜學方法研究原子光譜時,可以發現許多原子光譜線由多條線構成,呈現出非常精細的結構,這是由於原子核的電矩、磁矩與電子間的相互作用引起的。典型的超精細結構有兩類。

原子核-內部結構模型圖原子核的磁矩和電矩引起的原子光譜譜線分裂成多條的結構。用解析度很高的光譜學方法研究原子光譜時,可以發現許多原子光譜線由多條線構成,呈現出非常精細的結構,這是由於原子核的電矩、磁矩與電子間的相互作用引起的。典型的超精細結構有兩類。
磁性超精細結構 許多原子核具有自旋,自旋角動量是媡。為自旋量子數,取整數或半整數;媡即普朗克常數乘以1/2。伴隨自旋,原子核具有磁偶極矩。核磁偶極矩與電子之間有相互作用,表現在核自旋角動量(矢量)與電子總角動量(矢量)之間的耦合。總的角動量為
原子核-內部結構模型圖原子核-內部結構模型圖
pF=pI+pJ。
表征總角動量的量子數取值從|-|到+。由於這種相互作用,對於每一個,能級將分裂成(2+1)個(時)子能級,每一子能級由一個量子數表征。附加的能量修正值是(hfs表超精細結構,m表磁性)
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
, (1)
式中與核磁矩及電子運動狀態有關,對應於某一個的能級,它是一常數。例如,當=時,=的能級分裂見圖1。由式(1)可知,這種分裂符合朗德間隔定則。
原子光譜的超精細結構  電性超精細結構>1的原子核具有電四極矩,核電四極矩與電子在核處所產生的電場梯度相互作用,引起能級的微小改變(e表電性)
(2)
式中與核電四極矩及核處電場梯度有關,對應於某一個的能級,它是一常數。由式(2)可知僅出現於的能級中,作用是疊加在磁性超精細分裂之上,使分裂偏離朗德間隔定則。
Na的共振線(3S-3P)的超精細結構 以
的共振線為例,其上、下能級超精細分裂常數、之值見表,能級分裂如圖2。相應的共振線589.0nm、589.6nm的分裂也可從圖上看出,選擇定則是Δ=0,±1。
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜線超精細結構分裂一般很小。為了觀察超精細結構,在常規光譜學方法中,常用原子束技術(見原子束和分子束),並使用高解析度光譜儀器。近代用高解析度雷射光譜技術則更有效。
參考書目
H. G. Kuhn,Longmans,London,1962.
A. Corney,Clarendon Press,Oxford,1977.
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構
原子光譜的超精細結構原子光譜的超精細結構

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們