Атомные спектры и правила отбора
Введено| English | Значение |
|---|---|
| selection rule/sɪˈlekʃn ruːl/ | правила отбора |
| Zeeman splitting/ˈziːmən ˈsplɪtɪŋ/ | эффект Зеемана |
Решение перед ответом
- Не каждое различие энергий порождает сильную линию электрического дипольного перехода.
- Ваша цель: Установить связь между энергетическими уровнями атома и спектральными линиями.
Прочитайте соотношение
- Для водородоподобных одноэлектронных ионов связанные энергии масштабируются как −13.6 Z²/n² эВ в простейшем нерелятивистском приближении. Испускание требует перехода вниз и положительной энергии фотона.
- Применяйте квантовые числа углового момента.
Hydrogen n=3 has energy about:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Divide −13.6 by 9.
Используйте определяющее правило
- Орбитальный момент имеет l=0,…,n−1 и m_l=−l,…,l. Спин электрона добавляет s=1/2; полный момент объединяет орбитальные и спиновые вклады.
- Различайте разрешенные и запрещенные электрические дипольные переходы.
Which Δl is electric-dipole allowed?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The orbital rule is Δl=±1.
Проверьте условия
- Правила отбора для электрического диполя включают Δl=±1 и Δm=0,±1. Эти правила касаются конкретного механизма взаимодействия; слово «запрещено» не означает невозможности при любом другом механизме.
- Различайте разрешенные и запрещенные электрические дипольные переходы.
В атоме водорода E1=−13.6 эВ и E2=−3.4 эВ. Излучение 2p→1s высвобождает 10.2 эВ и удовлетворяет условию Δl=−1. Переход 2s→1s имеет Δl=0, поэтому он запрещён электрическим диполем, хотя разность энергий та же самая.
For hydrogen 2→1, the photon energy is ____ eV.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Subtract −13.6 from −3.4.
Применяйте формат задания
- Тонкая структура, спин-орбитальное взаимодействие и расщепление Зеемана уточняют простейшую модель атома водорода. Во многоэлектронных атомах экранирование и взаимодействие электронов делают прямую подстановку водородных энергий некорректной.
- Различайте разрешенные и запрещенные электрические дипольные переходы.
Не допускайте отрицательного значения (энергия конечного состояния минус энергия начального состояния) для испускаемого фотона.
Какой ответ подходит к данному случаю?
Связывать атомные энергии со спектральными линиями
Electric-dipole forbidden means no emission mechanism can ever exist.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Other mechanisms, such as two-photon emission, can occur.
Сохраняйте различия
- правило отбора — Ограничение на допустимые переходы для указанного механизма взаимодействия.
- расщепление Зеемана — Расщепение атомных уровней энергии под действием магнитного поля.
- Связывайте атомные энергии со спектральными линиями.
- Применяйте квантовые числа углового момента.
- Различайте разрешенные и запрещенные электрические дипольные переходы.
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
The order follows the stated process; check each stage before the next.