okv-16

Дублетная структура и спин-орбитальное взаимодействие

Существование дублетной структуры объясняется тем, что орбитальный и собственный магнитные моменты электронов взаимодействуют друг с другом. Точнее взаимодействуют магнитные поля, возникающие из-за орбитального движения электрона и из-за наличия у него спина.

В результате этого состояния электронов с разными ориентациями спинов имеют разную энергию, но отличие в энергии очень мало.

Поэтому в спектрах это проявляется не как появление новых отдельных линий, а как слабо заметное раздвоение линий. Взаимодействие спиновых и орбитальных моментов называется спин-орбитальным.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Дублетная

структура

спектральных

линий

Дублетная структура и спинорбитальное взаимодействие

Квантовое число спинорбитального взаимодействия

Правила отбора

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и

Квантовое число спин-орбитального взаимодействия

На языке квантовых чисел дублетное расщепление уровней энергии описывают квантовые числа полного момента j.

Вспомним, что когда ℓ > 0 j может принимать два значения ℓ + s и ℓ − s. Эти значения соответствуют разным ориентациям спина относительно орбитального момента.

Дублету (паре очень близких друг к другу линий) соответствуют одинаковые наборы квантовых чисел n, ℓ и т. д. отличаются только значения j.

У электрона в состоянии с ℓ = 0 орбитальный момент равен нулю и спин-орбитальное взаимодействие отсутствует, j имеет единственное значение j = s. Это значит, что дублетного расщепления нет.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Дублетная

структура

спектральных

линий

Дублетная структура и спинорбитальное взаимодействие

Квантовое число спинорбитального взаимодействия

Правила отбора

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и

Квантовое число спин-орбитального взаимодействия

На языке квантовых чисел дублетное расщепление уровней энергии описывают квантовые числа полного момента j.

Вспомним, что когда ℓ > 0 j может принимать два значения ℓ + s и ℓ − s. Эти значения соответствуют разным ориентациям спина относительно орбитального момента.

Дублету (паре очень близких друг к другу линий) соответствуют одинаковые наборы квантовых чисел n, ℓ и т. д. отличаются только значения j.

У электрона в состоянии с ℓ = 0 орбитальный момент равен нулю и спин-орбитальное взаимодействие отсутствует, j имеет единственное значение j = s. Это значит, что дублетного расщепления нет.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Дублетная

структура

спектральных

линий

Дублетная структура и спинорбитальное взаимодействие

Квантовое число спинорбитального взаимодействия

Правила отбора

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и

Квантовое число спин-орбитального взаимодействия

На языке квантовых чисел дублетное расщепление уровней энергии описывают квантовые числа полного момента j.

Вспомним, что когда ℓ > 0 j может принимать два значения ℓ + s и ℓ − s. Эти значения соответствуют разным ориентациям спина относительно орбитального момента.

Дублету (паре очень близких друг к другу линий) соответствуют одинаковые наборы квантовых чисел n, ℓ и т. д. отличаются только значения j.

У электрона в состоянии с ℓ = 0 орбитальный момент равен нулю и спин-орбитальное взаимодействие отсутствует, j имеет единственное значение j = s. Это значит, что дублетного расщепления нет.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Дублетная

структура

спектральных

линий

Дублетная структура и спинорбитальное взаимодействие

Квантовое число спинорбитального взаимодействия

Правила отбора

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и

Квантовое число спин-орбитального взаимодействия

На языке квантовых чисел дублетное расщепление уровней энергии описывают квантовые числа полного момента j.

Вспомним, что когда ℓ > 0 j может принимать два значения ℓ + s и ℓ − s. Эти значения соответствуют разным ориентациям спина относительно орбитального момента.

Дублету (паре очень близких друг к другу линий) соответствуют одинаковые наборы квантовых чисел n, ℓ и т. д. отличаются только значения j.

У электрона в состоянии с ℓ = 0 орбитальный момент равен нулю и спин-орбитальное взаимодействие отсутствует, j имеет единственное значение j = s. Это значит, что дублетного расщепления нет.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Дублетная

структура

спектральных

линий

Дублетная структура и спинорбитальное взаимодействие

Квантовое число спинорбитального взаимодействия

Правила отбора

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и

Правило отбора для орбитального квантового числа

Испускание и поглощение света происходит при переходах электрона с одного уровня на другой. Однако переходы возможны не для всех пар уровней.

Правило, в соответствии с которым осуществляются переходы, называется правилом отбора.

В атоме возможны переходы, при которых орбитальное квантовое число ℓ изменяется на единицу:

ℓ = ±1

Это правило обусловлено тем, что фотон обладает моментом импульса. При испускании фотон уносит из атома момент импульса, при поглощении привносит. Правило отбора фактически выражает закон сохранения момента импульса.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Правила отбора

Правило отбора для орбитального квантового числа

Правило отбора для квантового числа полного момента

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и Пашена Бака

Периодическая

система

Менделеева

Правило отбора для орбитального квантового числа

Испускание и поглощение света происходит при переходах электрона с одного уровня на другой. Однако переходы возможны не для всех пар уровней.

Правило, в соответствии с которым осуществляются переходы, называется правилом отбора.

В атоме возможны переходы, при которых орбитальное квантовое число ℓ изменяется на единицу:

ℓ = ±1

Это правило обусловлено тем, что фотон обладает моментом импульса. При испускании фотон уносит из атома момент импульса, при поглощении привносит. Правило отбора фактически выражает закон сохранения момента импульса.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Правила отбора

Правило отбора для орбитального квантового числа

Правило отбора для квантового числа полного момента

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и Пашена Бака

Периодическая

система

Менделеева

Правило отбора для орбитального квантового числа

Испускание и поглощение света происходит при переходах электрона с одного уровня на другой. Однако переходы возможны не для всех пар уровней.

Правило, в соответствии с которым осуществляются переходы, называется правилом отбора.

В атоме возможны переходы, при которых орбитальное квантовое число ℓ изменяется на единицу:

ℓ = ±1

Это правило обусловлено тем, что фотон обладает моментом импульса. При испускании фотон уносит из атома момент импульса, при поглощении привносит. Правило отбора фактически выражает закон сохранения момента импульса.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Правила отбора

Правило отбора для орбитального квантового числа

Правило отбора для квантового числа полного момента

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и Пашена Бака

Периодическая

система

Менделеева

Правило отбора для орбитального квантового числа

Испускание и поглощение света происходит при переходах электрона с одного уровня на другой. Однако переходы возможны не для всех пар уровней.

Правило, в соответствии с которым осуществляются переходы, называется правилом отбора.

В атоме возможны переходы, при которых орбитальное квантовое число ℓ изменяется на единицу:

ℓ = ±1

Это правило обусловлено тем, что фотон обладает моментом импульса. При испускании фотон уносит из атома момент импульса, при поглощении привносит. Правило отбора фактически выражает закон сохранения момента импульса.

Квантование атомов. Таблица Менделеева

Спин электрона

Полный момент импульса электрона в атоме

Магнитные

моменты

электрона

Спин-орбитальное взаимодействие

Правила отбора

Правило отбора для орбитального квантового числа

Правило отбора для квантового числа полного момента

Многоэлектронные

атомы

Опыт Штерна Герлаха

Эффекты Зеемана и Пашена Бака

Периодическая

система

Менделеева