Tidak setiap perbedaan energi menghasilkan garis dipol listrik yang kuat.
Prasyarat: 23, 40, 41.
- Hubungkan energi atom dengan garis spektral
- Terapkan bilangan kuantum momentum sudut
- Bedakan transisi dipol listrik yang diizinkan dan terlarang
AT · Atomic spectra and selection rules
GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · Topik 7
7.1
Spektrum atom dan aturan seleksi
7.2
Pilih sistem dan model
Untuk ion satu-elektron seperti hidrogen, energi terikat berskala sebagai −13.6 Z²/n² eV dalam model non-relativistik sederhana. Emisi memerlukan transisi ke bawah dan energi foton positif.
7.3
Gunakan hubungan pengendali
Momentum sudut orbital memiliki l=0,…,n−1 dan m_l=−l,…,l. Spin elektron menambahkan s=1/2; momentum sudut total menggabungkan kontribusi orbital dan spin.
7.4
Terapkan kondisi
Aturan seleksi electric-dipole mencakup Δl=±1 dan Δm=0,±1. Aturan-aturan ini berkaitan dengan mekanisme transisi tertentu; dilarang tidak berarti mustahil oleh setiap mekanisme.
Kosa kata
Latih
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| selection rule/sɪˈlekʃn ruːl/ | aturan seleksi |
| Zeeman splitting/ˈziːmən ˈsplɪtɪŋ/ | pembelahan Zeeman |
| electric-dipole | dipol listrik |
7.5
Periksa kesimpulan
Struktur halus, efek spin–orbit dan belahan Zeeman memurnikan gambaran hidrogen paling sederhana. Pada atom banyak-elektron, pelindung dan interaksi elektron membatalkan substitusi energi hidrogen langsung.
7.6
Metode terarah
Untuk ion satu-elektron non-relativistik, mengabaikan struktur halus,
$$E_n=-13.6\,\mathrm{eV}\,Z^2/n^2.$$
Untuk Z = 2, emisi dari n = 3 ke n = 2 menghasilkan energi foton positif:
$$E_\gamma=E_3-E_2=(13.6\,\mathrm{eV})(2^2)(1/2^2-1/3^2)=7.56\,\mathrm{eV}.$$
$$\lambda=hc/E_\gamma=(1240\,\mathrm{eV\,nm})/(7.56\,\mathrm{eV})=164\,\mathrm{nm}.$$
Perbedaan energi saja tidak menjamin transisi electric-dipole;
keadaan orbital yang terlibat harus memenuhi aturan seleksi.
7.7
Periksa kondisi dan kosakata
Jangan buat energi keadaan akhir dikurangi energi keadaan awal menjadi negatif untuk foton yang dipancarkan.
aturan seleksi: Pembatasan pada transisi untuk mekanisme interaksi yang ditentukan.
belahan Zeeman: Belahan tingkat energi atom oleh medan magnet.
Pelajaran interaktif untuk topik ini
Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.