斯特恩-盖拉赫实验.ppt

*式中“－”表示μ与L反向一、塞曼效应根据电磁理论，绕核作轨道运动的电子，相当于一个圆电流，其轨道磁矩μl与轨道角动量L之间存在如下关系：e电子1、轨道磁矩的量子化式中 叫波尔磁子。*塞曼效应是把原子置于外磁场中测量其发射光谱，发现原来无外磁场时的谱线分裂为几条分立的谱线。2、塞曼效应原子从能级Ei跃迁到Ef发出的谱线频率为当原子在强磁场中进行能级跃迁时，原子磁矩受到磁力矩作用，磁力矩所做的功,就转换成磁矩和磁场的相互作用能(即附加在每一能级的附加能)。根据量子力学理论可知，一条谱线在磁场中将分裂成三条，其频率为这和观察到的结果完全一致。轨道磁矩μl在z轴方向的分量也是量子化的*spl=0l=1ml=1ml=0ml=-1要解释反常塞曼效应，还须考虑电子的自旋角动量和自旋磁矩。但在很多情况下，观察到的结果要比这复杂些，即每条谱线不是分裂成三条，而是更多，这种现象称之为反常塞曼效应。在磁场中，一条谱线分裂成三条，这种效应称之为正常塞曼效应。*测定原子磁矩的第一个实验是由德国科学家斯特恩与盖拉赫于1921年完成的，他们所用装置如图所示斯特恩与盖拉赫用几种原子重复进行实验，都发现原子束经非均匀场后发生偏转分裂的现象，这是因为原子的磁矩不同，因而受到的磁力不同，所以偏转不同,这可以说明原子磁矩(角动量)在空间的取向是量子化的。基态银原子束非均匀磁场银原子沉积SN二、斯特恩-盖拉赫实验可以证明，这个力的大小与磁矩和磁感应强度的梯度乘积成正比,即*但是实验结果又有与薛定谔方程不能定量相符之处。用处于基态的银原子作实验时，由于l=0,故ml＝0，这时原子束不应有分裂，但实验发现银原子束分裂成两束后来，随着光谱仪精度的提高，发现过去的每一条谱线，实际上是靠得很近的(即波长很接近)的两条谱线，这称之为光谱精细结构。基态银原子束非均匀磁场银原子沉积SN