原子在6G32态的磁矩等于零。.ppt

第六章 在磁场中的原子 磁场中原子外壳层价电子的能量 相邻塞曼分裂的裂距： 在垂直于外磁场方向上加一个频率为?的电磁波，电子会吸收该电磁波的能量而从mj能级跃迁到mj+1能级（没有mj+2，+3……的吸收是由于该过程为磁偶极跃迁要求?m=1） 发生条件： 可用来测定原子的朗德因子 附加磁场 顺磁共振实验原理图 样品 顺磁共振吸收曲线 6.5 塞曼效应 一、实验事实 1.塞曼效应现象 1896年，荷兰物理学家塞曼发现：若把光源放入磁场中，则一条谱线就会分裂成几条，且分裂后的谱线都是偏振的，这种现象称为塞曼效应。 in recognition of the extraordinary service they rendered by their researches into the influence of magnetism upon radiation phenomena 正常塞曼效应: 一条谱线在外磁场作用下，分裂为等间隔的三条谱线。 垂直于磁场方向观察 沿磁场方向或者平行于磁场方向观察 电矢量E平行于磁场用?标记，电矢量垂直于磁场用?标记。 光谱线分裂为3条，且波数差为L. 沿着磁场方向观察 B方向 垂直于磁场方向观察 反常塞曼效应：除正常塞曼效应外的塞曼效应。 1902年，洛仑兹、塞曼 获诺贝尔物理学奖。 垂直于磁场方向观察，可看到?线和?线。 平行于或者沿磁场方向观察，只可看到?线。 总结： 电矢量（振动方向E）平行于磁场(B)用?标记；电矢量E垂直于磁场用?标记。 二、理论解释 1.基本理论 设无磁场时，有两个能级 ，它们之间的跃迁将产生一条谱线： 若加外磁场，则两个能级各附加能量 ,使能级发生分裂，所以光谱为： 将频率差转为波数差: 磁能级之间的跃迁选择定则： 产生? 线(但 时， 除外) 产生 线 2. 镉6438.47埃的塞曼效应 这条线对应的跃迁是 1D2 1P1 1P1 1D2 L S J M g Mg 2 0 2 0，±1，± 2 1 2 1 0 1 0， ±1 1 1 详细请见下面的格罗春图 ?0 ?0 L ? ? ? 借助格罗春图计算波数的改变： M 2 1 0 -1 -2 M2g2 2 1 0 -1 -2 M1g1 1 0 -1 （M2g2 - M1g1）= 0 0 0 -1 -1 -1 1 1 1 把有关数值排列成下表，对?M=0的跃迁，上下相对的Mg值相减，对?M= 1 斜角位置的Mg值相减，如表中直线所示， 把计算的M2g2-M1g1数值列在下一行，这些数值乘洛伦兹单位，就是裂开后每一谱线同原谱线的波数差。 参考课本P：187 ? ? ? ?0 L ?0 1D2 1P1 6438 无磁场 有磁场 Cd 6438? 的正常塞曼效应跃迁图 M Mg -1 -2 -1 -2 210 210 -1 -1 10 10 能级之间发生单电子辐射跃迁：nsljmj? n?s ? l ? j ? mj ? 量子力学给出了：s=s ?=1/2 ?m=0，?1 也即光谱由一根变为三根 历史上称该特例为“正常塞曼效应”. 能级之间发生单电子辐射跃迁选择定则 3. Na原子5890埃和5896埃双线的塞曼效应 这两条线对应的跃迁分别是： 2P3/2 2P1/2 2S1/2 2S1/2 2P3/2 2P1/2 L S J M g Mg 0 1/2 1/2 ±1/2 2 ± 1 1 1/2 1/2 ±1/2 2/3 ±1/3 1 1/2 3