AT · Atomic spectra and selection rules

ไม่ทุกความแตกต่างของพลังงานจะสร้างเส้นสเปกตรัมแบบไดโพลไฟฟ้าที่ชัดเจน

ความรู้พื้นฐานที่ต้องมี: 23, 40, 41.

• เชื่อมโยงระดับพลังงานของอะตอมกับเส้นสเปกตรัม
• ใช้เลขควอนตัมโมเมนตัมเชิงมุม
• แยกแยะการเปลี่ยนสถานะแบบอนุญาตและไม่อนุญาตสำหรับไดโพลไฟฟ้า

สำหรับไอออนหนึ่งอิเล็กตรอนชนิดไฮโดรเจน-like พลังงานที่ถูกจำกัดจะแปรผันตาม −13.6 Z²/n² eV ในแบบจำลองที่ไม่สัมพัทธภาพอย่างง่าย การปล่อยรังสีจำเป็นต้องเกิดจากการเปลี่ยนสถานะลงจากพลังงานสูงไปต่ำ และมีพลังงานโฟตอนเป็นบวก

โมเมนตัมเชิงมุมวงโคจรมีค่า l=0,…,n−1 และ m_l=−l,…,l สปินอิเล็กตรอนเพิ่มค่า s=1/2; โมเมนตัมเชิงมุมรวมจะรวมองค์ประกอบของวงโคจรและสปินเข้าด้วยกัน

กฎการเลือกสำหรับไดโพลไฟฟ้ารวมถึง Δl=±1 และ Δm=0,±1 กฎเหล่านี้เกี่ยวข้องกับกลไกการเปลี่ยนสถานะเฉพาะบางชนิด คำว่า "ไม่อนุญาต" ไม่ได้หมายความว่าไม่สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยทุกกลไก

โครงสร้างละเอียด ผลกระทบของส핀-ออร์บิต และการแตกตัวแบบซีแมนช่วยปรับปรุงภาพอะตอมไฮโดรเจนอย่างง่าย สำหรับอะตอมที่มีอิเล็กตรอนหลายตัว การป้องกันประจุและอันตรกิริยาของอิเล็กตรอนทำให้การใช้สูตรพลังงานไฮโดรเจนโดยตรงไม่ได้ผลอีกต่อไป

สำหรับไอออนหนึ่งอิเล็กตรอนที่ไม่สัมพัทธภาพ โดยละเลยโครงสร้างละเอียด,

เมื่อ Z = 2 การปล่อยรังสีจาก n = 3 ไปยัง n = 2 จะให้พลังงานโฟตอนเป็นบวก: ความต่างของพลังงานเพียงอย่างเดียวไม่รับประกันว่าจะเกิดการเปลี่ยนสถานะแบบไดโพลไฟฟ้าได้; สถานะวงโคจรที่เกี่ยวข้องต้องสอดคล้องกับกฎการเลือก

อย่าทำให้พลังงานสถานะสุดท้ายลบด้วยพลังงานสถานะต้นทางเป็นค่าลบสำหรับโฟตอนที่ถูกปล่อยออกมา

กฎการเลือก (selection rule): ข้อจำกัดต่อการเปลี่ยนสถานะสำหรับกลไกการมีปฏิสัมพันธ์ที่กำหนดไว้

การแยกระดับพลังงานซีแมน (Zeeman splitting): การแยกระดับพลังงานอะตอมเนื่องจากสนามแม่เหล็ก