Atomic spectra and selection rules · Espectros atômicos e regras de seleção
| English | Português |
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| selection rule/sɪˈlekʃn ruːl/ | regra de seleção |
| Zeeman splitting/ˈziːmən ˈsplɪtɪŋ/ | splitting Zeeman |
A decision before an answer
- Not every energy difference produces a strong electric-dipole line.
- Your goal: Relate atomic energies to spectral lines.
Uma decisão antes de uma resposta
- Nem toda diferença de energia produz uma linha elétrica-dipolo forte.
- Seu objetivo: Relacionar energias atômicas a linhas espectrais.
Read the relationship
- For hydrogen-like one-electron ions, the bound energies scale as −13.6 Z²/n² eV in the simplest nonrelativistic model. Emission requires a downward transition and positive photon energy.
- Apply angular-momentum quantum numbers.
Leia a relação
- Para íons hidrogenoides com um único elétron, as energias ligadas escalam como −13.6 Z²/n² eV no modelo não-relativístico mais simples. A emissão requer uma transição descendente e energia positiva do fóton.
- Aplique números quânticos de momento angular.
Hydrogen n=3 has energy about:
Divide −13.6 by 9.
Use the defining rule
- Orbital angular momentum has l=0,…,n−1 and m_l=−l,…,l. Electron spin adds s=1/2; total angular momentum combines orbital and spin contributions.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
Use a regra definidora
- O momento angular orbital tem l=0,…,n−1 e m_l=−l,…,l. O spin do elétron adiciona s=1/2; o momento angular total combina contribuições orbitais e de spin.
- Distinga transições elétricas-dipolo permitidas e proibidas.
Which Δl is electric-dipole allowed?
The orbital rule is Δl=±1.
Check the conditions
- Electric-dipole selection rules include Δl=±1 and Δm=0,±1. These rules concern a specific transition mechanism; forbidden does not mean impossible by every mechanism.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
In hydrogen, E1=−13.6 eV and E2=−3.4 eV. A 2p→1s emission releases 10.2 eV and satisfies Δl=−1. A 2s→1s transition has Δl=0, so it is electric-dipole forbidden even though the same energy difference exists.
Verifique as condições
- As regras de seleção elétricas-dipolo incluem Δl=±1 e Δm=0,±1. Essas regras referem-se a um mecanismo de transição específico; proibido não significa impossível por todos os mecanismos.
- Distinga transições elétricas-dipolo permitidas e proibidas.
No hidrogênio, E1=−13.6 eV e E2=−3.4 eV. Uma emissão 2p→1s libera 10.2 eV e satisfaz Δl=−1. Uma transição 2s→1s tem Δl=0, portanto é proibida por elétrico-dipolo, mesmo que exista a mesma diferença de energia.
For hydrogen 2→1, the photon energy is ____ eV.
Subtract −13.6 from −3.4.
Apply the task format
- Fine structure, spin–orbit effects and Zeeman splitting refine the simplest hydrogen picture. In many-electron atoms, shielding and electron interactions invalidate direct hydrogen-energy substitution.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
Do not make the final-state energy minus initial-state energy negative for an emitted photon.
Aplique o formato da tarefa
- Estrutura fina, efeitos de spin-órbita e splitting Zeeman refinam a imagem mais simples do hidrogênio. Em átomos multieletrônicos, blindagem e interações eletrônicas invalidam a substituição direta das energias do hidrogênio.
- Distinga transições elétricas-dipolo permitidas e proibidas.
Não torne a energia do estado final menos a energia do estado inicial negativa para um fóton emitido.
Which answer fits this case? · Qual resposta se encaixa neste caso?
Relate atomic energies to spectral lines · Relacionar energias atômicas às linhas espectrais
Electric-dipole forbidden means no emission mechanism can ever exist.
Other mechanisms, such as two-photon emission, can occur.
Keep the distinctions
- selection rule 选择定则 — A restriction on transitions for a specified interaction mechanism.
- Zeeman splitting 塞曼分裂 — Magnetic-field splitting of atomic energy levels.
- Relate atomic energies to spectral lines.
- Apply angular-momentum quantum numbers.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
Mantenha as distinções
- regra de seleção — Uma restrição sobre transições para um mecanismo de interação especificado.
- splitting Zeeman — Divisão dos níveis de energia atômica por campo magnético.
- Relacione energias atômicas a linhas espectrais.
- Aplique números quânticos de momento angular.
- Distinga transições elétricas-dipolo permitidas e proibidas.
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
The order follows the stated process; check each stage before the next.