17.8. Висновки
Взаємодія магнітного поля з магнітним моментом електронів у атомі призводить до зеєманівського розщеплення енергетичних рівнів.
Величина розщеплення енергетичних рівнів визначається за формулою
,
де
- частота Лармора.При синглет-синглетних переходах в магнітному полі спектральні лінії розщеплюються на три компонента. Це явище називається нормальним ефектом Зеємана.
При переходах між термами з мультиплетністю більшої за одиницю в слабкому магнітному полі, яке не може “розірвати спін-орбітальну взаємодію”, спектральні лінії розщеплюються на більшу кількість складових. Це явище називається аномальним ефектом Зеємана.
Сильним називається магнітне поле, енергія взаємодії якого з сумарним магнітним моментом електронів більша за енергію спін - орбітальної взаємодії
.Аномальний і нормальний ефекти Зеємана описуються за допомогою формули для енергії взаємодії сумарного магнітного моменту з магнітним полем
,
де
– фактор
Ланде, а
–
частота Лармора.Лінії мультиплетів у ефекті Зеємана поляризовані. Поляризація пояснюється за допомогою закону збереження моменту кількості руху. При виконанні правил відбору утворюються -компоненти, а при -компоненти.
У сильних магнітних полях аномальний ефект Зеємана переходить в «нормальний». Це явище називається ефектом Пашена і Бака. Сильне магнітне поле взаємодіє як з орбітальним моментом так і зі спіном. Енергія цієї взаємодії визначається не магнітним квантовим числом , а сумою квантових чисел .
Розщеплення енергетичних рівнів атома в електричному полі називається ефектом Штарка.
Розрізняють два різновиди ефекту Штарка: лінійний і квадратичний. Лінійний ефект спостерігається, коли атом має вироджені стани або не нульовий електричний дипольний момент, (наприклад атом водню) а квадратичний, коли електричне поле наводить дипольний момент. Тому квадратичний ефект існує завжди і стає переважаючим гавіть коли атом має власний електричний момент в сильних електричних полях.
Сукупність атомів, що мають не нульові магнітні моменти
,
виявляє парамагнітні властивості.
Магнітний момент одиниці об’єму такого
середовища залежить від електронної
конфігурації атома і температури
.Сукупність атомів, у яких
,
виявляє діамагнітні властивості.
Діамагнетизм пояснюється прецесією
електронних моментів у магнітному
полі. Вона наводить магнітний момент
одиниці об’єму
.
У першому наближенні
діамагнетиків не залежить від температури.У речовинах, що знаходяться у магнітному полі й мають вільні електрони, спостерігається резонансне поглинання електромагнітних хвиль з циклотронною частотою
.
Це явище називається циклотронним
резонансом і застосовується для
експериментального визначення ефективної
маси носіїв струму.
14. Магнітні резонанси – резонансні переходи між зеєманівськими компонентами розщеплення того самого терму спостерігаються в спектрах поглинання в НВЧ області на відміну від ефекту Зеємана, який спостерігається в оптичному діапазоні.