МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ
Эффект Зеемана
Спин электрона
Опыты Штерна и Герлаха
Принцип тождественности одинаковых частиц
Распределение электронов по энергетическим уровням атома
Заключение
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМОВ Связь магнитного момента с орбитальным механическим моментом
|
z |
|
L |
|
|
|
R |
|
I |
Pm |
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P IS e R2 |
|
|
2m |
||||||
m |
|
|
|
|
|
|
|
2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P |
|
e |
|
2 mR2 |
|
e |
L |
||
|
|
|
|||||||
m |
|
2m |
|
|
|
2m |
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
P |
|
L |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
m |
|
|
2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
g 2em - гиромагнитное отношение
Q |
|
|
I T |
e |
Pm gL |
Pm gL |
L |
l l 1 |
где |
l 0,1,2,.......,n 1 |
||
e |
|
|
e |
l l 1 |
Б l l 1 |
|
g 2m |
Pm |
|
2m |
|||
|
Lz ml |
где ml 0, 1, 2,..... l |
||||
|
|
|
e |
|
|
|
|
Pmz |
2m ml |
Бml |
|||
|
e |
|
|
|
Б 9,2740 10 24 Дж/Тл |
|
|
Б 2m |
|
|
|
||
Вырожденные состояния
E |
|
|
E |
|
l = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
n = 2 |
l = 0, 1 |
n = 2 |
|
l = 0 E |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n = 1 |
l = |
n = 1 |
|
l = 0 |
|
|||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В многоэлектронных атомах происходит снятие вырождения по квантовому числу l.
Атом в магнитном поле
B, z |
|
Eм Pm B cos |
|
L |
|
|
|
E Pm B cos Pmz B |
|
|
|
Pm |
v |
E Б ml B |
|
|
ЭФФЕКТ ЗЕЕМАНА
E |
B = 0 |
|
|
|
E |
B 1 Тл |
||||||||
l = 1, ml = 0, ±1 |
|
|
|
l = 1 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
n = 2 |
|
|
|
n = 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
l = 0, ml = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
l = 0, ml = 0 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
l = 0, ml = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n = 1 |
|
|
|
|
|
n = 1 |
l = 0, ml = 0 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Триплет
ml = +1 ml = 0 ml = -1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
- |
|
0 0 |
+ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||
E Б ml B |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
E |
Бml B |
|
Б |
B |
|||||||||||
E |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разрешенные переходы электронов в атоме
E
ml = +1 n = 2 ml = 0 ml = -1
ml = 0
n = 1 |
|
ml = 0 |
|
l = 1
l = 0
l = 0
l = ± 1
Правила отбора
ml = 0,± 1
СПИН ЭЛЕКТРОНА
Pms e
Ls m
gs me 2g
ОПЫТЫ ШТЕРНА-ГЕРЛАХА
|
l = 0 ml = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Pm = 0 |
|
|
|
|
|
N |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Na |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
F |
Pm |
|
|
|
|
B |
z |
B |
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
Pm |
|
F |
|
|
||||
P B cos P |
,B |
|
|
|||
z |
m z |
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
2g |
|||
g |
s |
|
|
P |
|||
|
|||||||
|
|
m |
|
|
s |
||
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
Ls |
|
ms |
|
s s 1 |
z |
||||
s |
|
|
|
|
|
s - спиновое квантовое число
2s 1 2 всего состояний
s 12
|
|
|
|
|
|
1 |
|
магнитное спиновое |
|
||||||||||||
|
ms |
квантовое число |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
3 |
Ls |
|
|
|
|
||||||||||||
|
Ls |
|
z |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
e |
1 |
|
|||||
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
3 |
|
Б |
|
|
Ps |
|
Б |
|||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
z |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m 2 |
|
||||||||
|
|
Квантовые числа |
|
n = 1, 2, 3, ….… |
|
– главное квантовое число |
|
l = 0, 1, 2…., n −1 |
|
– азимутальное |
|
ml = 0, 1, 2, …, l |
|
– магнитное |
|
ms 1 |
|
спиновое |
|
2 |
|
|
|
n 1 |
1) 2n2 |
|
|
N 2 (2l |
− кратность вырождения |
||
l 0
Правила отбора
n = 1, 2, 3, ….
l = 1
ml = 0, 1
ms = 0