[理学]原子物理课件cap4.ppt

轨道的方向量子化 方法：基态银原子束以相同的速度方向通过 与速度方向垂直的不均匀磁场，不同 ?Z的原子受力不同，因而落在照相底 片上位置不同。由底片上银原子的分布 情况可以判断?Z的分布情况。 碱金属原子态符号 试证实:原子在状态 的磁矩等于零,并根据原子矢量模型对这一事实作出解释. 推论1；谱线的分裂意味着能级分 裂. 推论2；s 能级是单层的，所有p,d,f 能级都是双层的，并且当量子n增大时，双层能级间隔减小。 试估计作用在氢原子2P态电子上的磁场强度. 假如原子处于的外磁场B大于该原子的内磁场,那么,原子的L·S耦合将解脱,总轨道角动量L和总自旋角动量S将分别独立地绕B旋进. (1)写出此时原子总磁矩μ的表达式; 对于 ΔM=M2-M1=-1 ，末态比初态的z分量角动量多? 。角动量守恒要求沿B方向传播的光子携带-?角动量。这就是说迎着磁场方向观察，光的电矢量顺时针旋转，它是右旋圆偏振光，沿－B方向观察，它是左旋圆偏振光。 ΔM=0对应初末态沿z方向的角动量没变化，但光子携带角动量，所以在磁场方向上观察不到ΔM=0的光，但在垂直磁场方向观察允许ΔM=0的平行磁场的线偏振光。在该方向上两个 σ± 圆偏振光也退化为σ±线偏振光，所以在垂直磁场方向观察共有三条线偏振光，沿磁场方向观察只有左右两条圆偏振光，反常塞曼光谱的偏振性分析类同。 请问:漫线系的一条谱线 在弱磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能级跃迁图。 物质的磁性 补充 顺次共振和核磁共振 一、顺磁共振 顺磁性原子(即具有磁矩的原子)置于磁场中,其能级分裂为(2J+1)层,如果在原子所在的稳定磁场区域又叠加一个与稳定磁场相垂直的交变磁场,并且调整交变磁场的频率使hv满足 则原子将在两临近的磁能级之间发生跃迁,可通过仪器探测出来。 C 微波谐振腔 放置顺磁性物质 G 电磁波发生器发出的电磁波经波导送入谐振腔 D 探测器 R 记录器 (a)弱磁场 PS 快 B 慢 PL PJ PL、PS围绕PJ旋转 PJ围绕B旋转 PL、PS围绕PJ旋转，同时PJ围绕B旋转 B PL Ps (b) 强磁场 返回目录 ，而是分别与外磁场 当外磁场不太强时，前面的讨论是正确的，而当外磁场很强时 第三章：原子的精细结构：电子的自旋 第五节：塞曼效应 帕邢—巴克效应： 不再合成 作用， 因此，这时的能级和光谱分裂情况将与前面有所不同，此时称为帕邢—巴克效应。 磁场中的能级分裂 正常塞曼效应 反常塞曼效应 帕刑-巴克效应 原子态的表示 结束 目录 next back 上述塞曼效应是在弱磁场中(即磁场不破坏L-S耦合的情况)观察到的。若外磁场增加到很强时,破坏了L-S耦合,则一切反常塞曼效应将趋于正常塞曼效应,这种现象称为帕邢--背克效应。 ， 第三章：原子的精细结构：电子的自旋 第五节：塞曼效应 强、弱外磁场时的矢量图是不同的: 弱磁场时， 合成 绕 旋进； 强磁场时， 分别绕 旋进 下面来分析强外磁场时，能级及光谱的分裂情况 磁场中的能级分裂 正常塞曼效应 反常塞曼效应 帕刑-巴克效应 原子态的表示 结束 目录 next back 第三章：原子的精细结构：电子的自旋 第五节：塞曼效应 不同磁场中，原子中电子状态的表示通过这几章内容的学习，我们看到，描述电子的状态用一组量子数，在自旋引入之前，这组量子数是 ，引入自旋后 所以完整地描述电子的状态用四个量子数： 磁场中的能级分裂 正常塞曼效应 反常塞曼效应 帕刑-巴克效应 原子态的表示 结束 目录 next back 第三章：原子的精细结构：电子的自旋 第五节：塞曼效应 表明电子有四个自由度，这四个量子数给定后，电子的状态就完全确定了，电子态确定后，相应的原子态就确定了，但在不同外磁场中，描述电子状态的量子数是不同的，在不加磁场或弱磁场中， 与 合成 ； 磁场中的能级分裂 正常塞曼效应 反常塞曼效应 帕刑-巴克效应 原子态的表示 结束 目录 next back 第三章：原子的精细结构：电子的自旋 第五节：塞曼效应 因此，描述电子状态的量子数是 ，在强磁场中， 与 不再合成 ，此时描述电子状态的量子数是 ，后面将要证明，两种情况下的状态数是相同的。 磁场中的能级分裂 正常塞曼效应 反常塞曼效应 帕刑-巴克效应 原子态的表示 结束 目录 next back 在弱磁场中由跃迁产生的光谱线分裂成六条，谱线之间间隔不等。 2D3/2 2P1/