原子物理学6-1.pptVIP

* * 1）单电子情形 电子的轨道运动相当于一个闭合电路中的电流 电子有自旋运动，所以具有自旋磁矩 原子的磁矩 而一个有电流流着的闭合电路磁矩等于 电子的轨道磁矩为 为了将轨道磁矩与轨道角动量联系起来，做如下变化 原子核也有磁矩，形式和电子的类似，但由于分母中质量M是质子的质量，比me大很多，所以和电子磁矩比，可以不考虑原子核的磁矩，这样电子总磁矩就是原子总磁矩。 电子磁矩同角动量的关系 围绕 旋转， 围绕 的延长线旋转， 围绕 旋转 这样 将分解成 和垂直 的两个分量，后一个分量对外不起作用，只剩 ∴ 将 称为原子总磁矩 原子总磁矩： (l,j)、(s,j)表示 、 与 之间的夹角 ∴ 只要知道原子态2s+1Lj，就可求出g因子 朗德g因子 同时，也可以通过实验测出g，之后判断原子处于什么态。 其中 对于单电子原子，j≠0，当j=0时g不能计算。 2）多电子情形 朗德g因子 只是将小写改成大写！ i)LS耦合 例：L=0 J=S ? g=2 则原子处于S态，如3S1 S=0 J=L ? g=1 单重态 S=L ? g=3/2 只要知道S、L、J，即原子态2S+1LJ，就可知道g ii)jj耦合 (n-1)个电子构成的集体的J量子数 最后一个电子的j量子数 磁场中的原子的所有现象，都和原子的磁矩有关 外磁场对原子的作用 1）外磁场对磁矩的作用(拉莫尔旋进) 力矩的方向和 垂直，因此只改变 的方向，不改变大小，并使其围绕外磁场 旋进。 原子总磁矩受外磁场作用发生的旋进 由于角动量和力矩有如下关系： 旋进的角速度 2）原子的附加能量(取向势) 玻尔磁子 其中