![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Основные свойства теплового излучения
- •Спектры люминесценции
- •[Править]Принцип Франка — Кондона
- •[Править]Правило Стокса — Ломмеля
- •[Править]Постоянство спектра люминесценции
- •[Править]Правило зеркальной симметрии Левшина
- •[Править]Выход люминесценции
- •[Править]Тушение люминесценции
- •[Править]Первый закон
- •[Править]Второй закон
- •Внешний фотоэффект
- •[Править]Законы внешнего фотоэффекта
- •Внутренний фотоэффект
- •[Править]Вентильный фотоэффект
- •[Править]Фотовольтаический эффект
- •[Править]Ядерный фотоэффект
- •Вопрос 11 Опыт Франка — Герца
- •Элементарная боровская теория водородного атома
- •Вопрос 12
- •Вопрос 13
- •Вопрос 14 Соотношение неопределенностей
- •Формулировка [править]Общий случай
- •[Править]Случай трёхмерного пространства
- •[Править]Стационарное уравнение Шрёдингера
- •[Править]Получение уравнения Шрёдингера предельным переходом [источник не указан 32 дня]
- •Физический смысл волновой функции
- •[Править]Волновая функция в различных представлениях
- •[Править]Принцип суперпозиции квантовых состояний
- •[Править]Условия регулярности волновой функции
- •[Править]Нормированность волновой функции
- •[Править]Матричная и векторная формулировки
- •[Править]Философский смысл волновой функции
- •Вопрос 16
- •[Править]Операторы рождения и уничтожения
- •[Править]Ангармонический осциллятор
- •[Править]Многочастичный квантовый осциллятор
- •[Править]Переходы под влиянием внешней силы
- •Вопрос 17 Атом водорода в квантовой механике
- •Физический смысл
- •Вопрос 18
- •Физический смысл
- •Свойства спина
- •История
- •[Править]Спин и магнитный момент
- •[Править]Спин и статистика
- •[Править]Обобщение спина
- •[Править]Спин классических систем
- •§2. Собственный магнитный момент электрона
- •Результирующий механический момент многоэлектронного атома.
- •Вопрос 19
- •[Править]Строение атомов и принцип Паули
- •Хунда правило
- •История открытия
- •[Править]Структура периодической системы
- •[Править]Значение периодической системы
- •Вопрос 20
- •Природа эффекта [править]в классическом представлении
- •[Править]в квантовом представлении
- •[Править]Нормальный эффект Зеемана
- •[Править]Аномальный эффект Зеемана
- •Применение теории идеального газа [править]Физический смысл температуры газа
- •[Править]Распределение Больцмана
- •[Править]Адиабатический процесс
- •[Править]Квантовый идеальный газ
- •[Править]Ферми-газ
- •[Править]Бозе-газ
- •Молекулярно-кинетическое толкование температуры и давления. Закон Дальтона.
- •Физические случайные величины.
- •Распределение по вектору импульса
- •Границы применимости
- •[Править]Условия классического рассмотрения
- •Барометрическая формула
- •Влияние температуры на вязкость газов
- •Первый закон термодинамики
- •Теплоёмкость идеального газа
- •Применение первого закона термодинамики к изопроцессам
- •Второй Закон Термодинамики
- •3.8. Термодинамическая энтропия
Вопрос 20
Эффе́кт Зе́емана — расщепление линий атомных спектров в магнитном поле.
Обнаружен в 1896 г. Зееманом для эмиссионных линий натрия.
Эффект
обусловлен тем, что в присутствии
магнитного поля квантовая частица,
обладающая спиновым магнитным моментом,
приобретает дополнительную
энергию
пропорциональную
его магнитному моменту
Приобретённая
энергия приводит к снятию вырождения
атомных состояний по магнитному
квантовому числу
и
расщеплению атомных линий.
Природа эффекта [править]в классическом представлении
Атом,
как известно, можно рассматривать как
классический гармонический
осциллятор,
и его уравнение движения в присутствии
магнитного поля
направленного
вдоль оси Z,
можно рассматривать в виде:
где
—
скорость вращения электрона вокруг
ядра,
—
масса электрона,
—
резонансная частота электронного
дипольного перехода. Последний член в
уравнении обусловлен силой
Лоренца.
Введём
величину, называемую ларморовской
частотой
Поляризация
и спектр Зееман-эффекта, детектируемые
с различных направлениях наблюдения:
* картинка с жёлтым фоном — наблюдение
ведётся в направлении магнитного поля.
В этом случае в спектре флуоресценции
атомарных паров детектируется две
частоты c круговой поляризацией
и
*
картинка с синим фоном — наблюдение
ведётся перпендикулярно направлению
магнитного поля. В этом случае в спектре
флуоресценции атомарных паров
детектируются три частоты, имеющие
линейную поляризацию σ и π.
Решая
уравнение движения, легко обнаружим,
что резонансная частота дипольного
момента в присутствии магнитного поля
расщепляется на три частоты
Таким
образом, в магнитном поле электрон
вместо простого вращения вокруг ядра
атома начинает совершать сложное
движение относительно выделенного
магнитным полем направления
Электронное
облако атома прецессирует вокруг этой
оси с частотой Лармора
Такая
простая модель объясняет наблюдаемое
в экспериментах изменение поляризации
флуоресценции атомарных паров в
зависимости от направления наблюдения.
Если смотреть вдоль оси Z,
то на частоте
никакой
атомной флуоресценции наблюдаться не
будет, так как атомный диполь на этой
частоте колеблется вдоль оси магнитного
поля, а его излучение распространяется
в направлении, перпендикулярном этой
оси. На частотах
наблюдается
право- и левовращающая поляризации, так
называемые σ− и π+-поляризации.
Если же смотреть вдоль осей X или Y, то наблюдается линейная поляризация (π и σ соответственно) на всех трёх частотах и . Вектор поляризации света π направлен вдоль магнитного поля, а σ — перпендикулярно.
[Править]в квантовом представлении
Полный гамильтониан атома в магнитном поле имеет вид:
где
—
невозмущенный гамильтониан атома и
—
возмущение, созданное магнитным полем:
Здесь
— магнитный
момент атома,
который состоит из электронной и ядерной
частей. Ядерным магнитным моментом,
который на несколько порядков меньше
электронного, можно пренебречь.
Следовательно,
где
— магнетон
Бора,
—
полный электронный угловой
момент,
и
— фактор.
Оператор
магнитного момента электрона является
суммой орбитального
углового
и спинового
углового
моментов,
умноженных на соответствующие гиромагнитные
отношения:
где
и gs ≈
2,0023192;
последнюю величину называют аномальным
гиромагнитным отношением;
отклонение от 2 появляется
из-за квантово-электродинамическихэффектов.
В случае LS-связи для
расчета полного магнитного момента
суммируются все электроны:
где и — полный орбитальный и спиновый моменты атома, и усреднение делается по атомному состоянию с данной величиной полного углового момента.