1. Феноменологічне пояснення

Проходить через ізотропної середу лінійно поляризоване випромінювання завжди може бути представлене як суперпозиція двох право-і левополярізованних хвиль з протилежним напрямком обертання. У зовнішньому магнітному полі показники заломлення для циркулярно право-і левополярізованного світла стають різними (  ) Внаслідок цього, при проходженні через середовище (уздовж силових ліній магнітного поля) лінійно поляризованого випромінювання його циркулярно ліво-та правополярізованние складові поширюються з різними фазовими швидкостями, набуваючи різниця ходу, лінійно залежну від оптичної довжини шляху. В результаті площину поляризації лінійно поляризованого монохроматичного світла з довжиною хвилі  , Що пройшов в середовищі шлях  , Повертається на кут

 .

В області не дуже сильних магнітних полів різниця   лінійно залежить від напруженості магнітного поля й у загальному вигляді кут фарадеевского обертання описується співвідношенням

 ,

де v - постійна Верде, коефіцієнт пропорційності, який залежить від властивостей речовини, довжини хвилі випромінювання і температури.

18.3. Експериментальні дані про властивості складних атомів. Структура атомів

лужних металів, валентні електрони.

Складними наз. атоми, які мають 2 і більше електронів. Розгл. основні властивості складних атомів на прикладі лужних металів, для яких характерна мала Е іонізації, велика хімічна активність і наявність на зовнішній оболонці одного валентного електрона, рух якого визначає всі власт. атома і його одновалентність.

Спектри лужних металів скл. із ліній, які групуються в серії : головна, різка, дифузійна і фундаментальна. Наявність серій свідчить про те, що атоми лужних металів володіють дискретними енерг. станами, при переході між якими виникають спектральні закономірності. Зобразимо енерг. діаграму атома Nа.

Головна знах. в спектрі поглинання, у різкої серії лінії чіткі, у дифузної – розмиті, а фундаментальна така ж як і у спектрі атома Н₂. Енерг. діаграма Nа дуже подібна до енерг. діаграми Н₂. Відмінність в тому, що енерг. стани з різним значенням квантового числа L мають різну Е. При одному і тому ж n з ростом L зростає Е.

Орбітальний момент атома визнач. орбітальним моментом його зовнішнього валентного електрона. Тоді ця енерг. діаграма є енерг. діаграмою валентного електрона атома Na, основним станом якого є стан 3S.

При переходах валентного електрона виконується правило відбору ΔL=±1. Рідберг встановив явний вигляд спектральних термів для лужних металів: T(n) = R/ (n+σ)² тут R=109677см^-1 - стала Рідберга, n-квантове число, σ – поправка Рідберга яка має різні значення для різних рядів термів. Для F-терму σ =0, тому фундаментальна серія така ж як і у спектрі атома Н₂. Звідки виникає рентгенівська поправка? Валентний електрон рухаючись навколо атомного залишку екранується від ядра. Поправка характеризує ступінь екранування електрона атомним залишком.

Структура спектральної лінії, яка відображає розкладення спектральної лінії на компоненти, наз. тонкою структурою спектрів і відображає мультиплетність спектру. При дослідженні спектрів лужних металів було встановлено, що кожна лінія кожної серії скл. з 2 ліній, так званий дуплет.

В 1935р. Уленбек і Гоупсміт для пояснення тонкої структури припустили, що електрон володіє, окрім орбітального моменту руху, власним механічним моментом імпульсу (спіном): Мs=ħ√S(S+1), S- спінове квантове число; S=1/2. Спін – це внутрішня властивість електрона.

В 1925р. Штерн і Герлах провели дослід (пропускання атомів Н₂ з мінімальною Е через сильне неоднорідне поле), в якому експерт. довели існування спіну. Електрон в атомі володіє орбітальним і власним моментами імпульсу, Мl=ħ√l (l+1), l- орбітальне квантове число;які утв. результуючий момент імпульсу Мj= Мl+ Мs. j=l+s- результуюче квантове число.