中科大原子物理第6章 外磁场中的原子(甲型)-2011.ppt

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1、第6章 外磁场中的原子多电子原子的磁矩与Land因子多电子原子的塞曼效应单电子原子的Land因子多电子原子的有效总磁矩LS耦合的Land因子形式上与单电子一样根据耦合之后所形成的原子态，可以得到g因子的数值单重态S态原子总轨道角动量原子总自旋角动量原子总角动量LS耦合Jj耦合的Land因子第p+1个电子前p个电子耦合之后多电子原子的Zeeman效应磁场中，光谱线发生分裂，既有正常塞曼分裂，也有反常塞曼分裂反常花样反常花样Zn：4s24s5s4s4p1S01P13S13P210g2=2g1=1g2=1g1=3/2,3/2,1正常花样正常花样正常花样正常花样正常花样正常花样光谱线的移动与跃迁的选择

2、定则光谱移动Lorentz单位跃迁选择定则Cd的红色谱线的塞曼分裂48Cd：Kr4d105s2Grotrain图48Cd红色谱线正常Zeeman效应5s5d5s5p，单重态，1D21P1g2=g1=1，磁场中上下能级等间隔分裂正常Zeeman效应与反常Zeeman效应1896年，Zeeman最初发现的现象是：光谱线的分裂为奇数奇数条，而且是等间隔等间隔（波数差相等）的1897年，Preston发现了不等间隔分裂不等间隔分裂的光谱线将等间隔分裂的情况称为“正常正常Zeeman效应效应”；不等间隔分裂的情况称为“反常反常Zeeman效应效应”其实，正常效应正常效应是因为S=0，单重态单重态，因而g

3、1=g2=1，上下能级分裂的间隔相等如果是多重态多重态，S0，g1 g2，上下能级分裂的间隔间隔不相等不相等。在提出自旋假说后，上述问题自然解决。Zn原子的Zeeman效应反常花样Zn：1s22s22p63s23p63d104s24s5s4s4p1S01P13S13P210g2=2g1=1g2=1g1=3/2,3/2,14s5s组态：原子态1S0，3S14s4p组态：原子态1P1，3P2104s5s4s4pPJ=0的特例满次壳层，L=0，S=0，J=0同时磁矩=0对于非满次壳层，当L=S时，J=L+S，0PL=-PS，PJ=0，轨道角动量与自旋角动量方向恰好相反但由于gLS1+1/2所以总磁矩

4、J0 磁矩垂直于外磁场PJ=0时磁矩的取向PJ=0时，角动量不可能绕外磁场进动在这种情形下，由于PL、PS的空间取向没有任何特殊性，所以只有都垂直于磁场因而L、S也垂直于外磁场，总磁矩也垂直于磁场则E=J B=0，即相应的能级在外磁场中既不移动，更不会产生分裂。Zn的锐线系 1S01P1的塞曼分裂单重态，g2(1S0)=?，g1(1P1)=11S01P1MJ=0MJ=0MJ=-1MJ=101 0 -11 0 -1-1 0 13 3/2 0 -3/2 -32 0 -22 1 0 -1 -2-2,3S13P2Zn的锐线系 3S13P2的塞曼分裂g=3/2g=2-3/2,-1;-1/2,0,1/2;1,3/2,2+10-1+10-1-2+23/2 0 -3/2Zn的锐线系 3S13P1的塞曼分裂2 0 -21 0 -1-3/2,-2;1/2,-1/2;2,3/23S13P1g=3/2g=2反常塞曼效应反常塞曼效应J=0时，时，00除外除外Zn的锐线系 3S13P0的塞曼分裂02 0 -21 0 -1-2;0;23S13P0g=?g=2