AT.2 · Atomic field shifts and spectral differences

نفس المجال المغناطيسي يتطلب تسميات كمومية مختلفة عندما يتجاوز مقياس طاقته الانقسامSpin-orbit.

الشروط المسبقة: 7، 37.

• احسب الانزياحات المغناطيسية للمدار والغزل في نظام الاقتران المناسب
• أوجد انزياحات طاقة الفوتونات من التغيرات المسموحة بين المستويات العليا والسفلى
• قارن إلغاء التناظر مع الانقسام الكهربائي المتساوي

لإلكترون عزم مغناطيسي سالب: μ_L=−μ_B L/$\hbar$ و μ_S≈−2μ_B S/$\hbar$. مع B على طول المحور z الموجب، يعطي التفاعل −μ·B بالتالي H_Z=μ_B B(L_z+2S_z)/$\hbar$. μ_B≈5.788×10⁻⁵ eV/T. في أساس غير مقترن مع الانسجام المداري m_l والانسجام السبين m_s=±1/2، يكون الإزاحة μ_B B(m_l+2m_s). استخدم هذا القانون للأساس غير المقترن عندما يكون التفاعل المغناطيسي كبيراً مقارنة بانفصال السبين-المدار المعني ولكن لا يزال صغيراً مقارنة بالفجوات الطاقية المدارية، بحيث يمكن إهمال التأثيرات الديامغناطيسية التربيعية وإعادة هيكلة المدار. كلمة كبيرة وكلمة صغيرة هي مقارنات للطاقات، وليست عتبات تيسلا عالمية. في النظام المقابل للمجال الضعيف، لا تعد m_l و m_s علامات محفوظة بشكل مستقل لحالة ذاتي لمقترنة LS.

When LS coupling dominates a weak magnetic perturbation, J=L+S and m_J label the multiplet. The first-order shift is μ_B B g_J m_J, with g_J=1+[J(J+1)+S(S+1)−L(L+1)]/[2J(J+1)] in the approximation g_s=2. L,S,J here are dimensionless quantum numbers. For L=1,S=1/2, J=3/2 gives g_J=4/3 and shifts −2,−2/3,+2/3,+2 times μ_B B. J=1/2 gives g_J=2/3 and shifts ±μ_B B/3. Do not substitute J=0 into the singular formula; a J=0 state has no first-order vector projection shift. Intermediate fields require a coupled Hamiltonian rather than mixing weak-field and uncoupled formulas.

طاقة الفوتون تساوي الطاقة الذرية العليا ناقص الطاقة الدنيا. وتغيره الناتج عن المجال هو ΔE_γ=ΔE_upper−ΔE_lower. احسب الانتقالات المسموحة باستخدام قواعد الاختيار المعلنة وأنماط المستويين. قد تشترك عدة انتقالات في تردد واحد؛ عدد الحالات المتفرقة ليس تلقائيًا عدد الخطوط الطيفية. في نموذج مداري يُهمل فيه اللف، ثلاثية L=1 عليا لها إزاحات m_l μ_B B مع m_l=−1,0,+1، وحالة L=0 سفلى لها إزاحة صفر. يسمح ثنائي القطب الكهربائي Δm_l=0,±1 بثلاث إزاحات للفوتونات −μ_B B,0,+μ_B B. لا يصف هذا النموذج الثلاثي الطبيعي كل ذرة حقيقية أو مجموعة البنية الدقيقة. يمكن أن يغير الاستقطاب واتجاه الرصد المكونات التي يتم رصدها.

في حقل كهربائي منتظم F على طول z، يكون اضطراب الإلكترون +eFz للتقليد الكهروستاتيكي المعلّن. الحالة الذاتية لتناظر غير متكافئة لها ⟨z⟩=0، لذا فإن إزاحة ستارك القطرية من الرتبة الأولى تنعدم، على الرغم من بقاء إزاحة تربيعية. بدلاً من ذلك، تسمح الحالات المتكافئة تماماً بتناظر معاكس لعنصر مصفوفة ثنائي القطب غير قطري. في نموذج حالتين أصلي، لنفترض أن مصفوفة ثنائي القطب هي [[0,d],[d,0]]، مع d حقيقية بوحدات الشحنة×الطول. قيمة eigenvalues لـ F ضرب هذه المصفوفة هي ±dF ومجموعات مركبة متضادة للحالتين. تغيير طور الأساس يغير إشارة العنصر غير القطري لكن لا يغير الانقسام 2|dF|. تتطلب الذرات القريبة من التكافؤ الفعلية مقارنةً بالبنية الدقيقة وانقسامات صغيرة أخرى قبل اعتماد تقريب التكافؤ تماماً؛ هذه المصفوفة المقدمة ليست معامل هيدروجين عالمي.

في مجالات LS المقترنة الضعيفة، يستخدم تأثير زيمان J، وليس ml و ms غير المقترنة.

بالنسبة لـ L = 1، S = 1/2 و J = 3/2، $g_J=4/3$. حدد نظام الحقل قبل إدخال الأرقام الكمية. تطرح إزاحات الفوتونات إزاحة المستوى السفلي.

أعلن نظام الاقتران، احتفظ بإشارة العزم السالب للإلكترون، وطرح انزياحات المستوى الأدنى. عدم وجود توقع قطري لثنائي القطب لا يستبعد الخلط المتساوي الطاقة أو الانزياحات التربيعية.

عامل لاندé: عامل الانسجام الذي يرتبط بإزاحة مغناطيسية ضعيفة المقترنة بـ LS بـ g_J m_J.

انقسام ستارك: انفصال مستويات الطاقة الذرية الناتج عن الحقل الكهربائي، يتحكم فيه التناظر والتكافؤ من الرتبة الأولى.