Спин и магнитный момент электрона.

магнитный момент электрона.

водорода: они также состоят из се-рий, причем линии в серии

закономерно сгу-щаются к границе серии. Общий вид термов щелочных атомов имеет вид

(13.1)

где σ – некоторая поправка, различная для раз-личных серий.

с атомом во-
дорода. Однако изуче-
ние структуры спект-
ральных линий указы-
вает на

то, что уровни
p, d, f, …, - т.е. все, кро-
ме s – уровней – рас-
щеплены на два (т.е.
являются двойными).

аномальный эффект Зеемана, кото-рый мы рассмотрим позднее, вызвали в свое

время (20-е годы прошлого столетия) большие затруднения у физиков. Эти фак-ты в конце концов привели к гипотезе о том, что у электрона существует собственный механический момент (спин) и связанный с ним магнитный момент. Эта гипотеза была выдвинута Уленбеком и Гаудсмитом (Uhlenbeck G., Goudsmit S., 1925 г).

факта дублетнос-ти термов атомов щелочных металлов. Как всякий момент спин

электрона должен быть квантованным. Его величину принято обозна-чать буквой S (не путать с обозначением s-термов), и выражать с помощью соответству-ющего квантового числа s:

(13.2)

С другой стороны опыт показывает, что термы дублет-ны, поэтому спин

имеет только две возможных ориентации. Следовательно
2s+1 = 2,
отсюда
s = 1/2,

электрона соответствует орбитальный магнит-ный момент, а спину – собственный магнитный

момент.
Определим в рамках теории Бора величину орби-тального магнитного момента. “Сила тока” на орбите электрона i = eν. Магнитный момент


где "площадь орбиты"

и молекул:

(13.5)
Проекция магнитного момента на некоторое на-правление Z, так же,

как и проекция момента импульса, может принимать 2l+1 значений:
(13.6)

где m = 0, ± 1, ± 2, …± l.

Для орбитального момента


(13.7)

магнитный момент μs, причем вся совокупность экспериментальных фактов указывает на

то, что этот собст-венный магнитный момент электрона равен:

(13.8)

для орбитальных моментов. Проекция собственного магнитного момента на некоторое направление

Z, так же как и проек-ция спина, может принимать всего 2 значения:

(13.10)

Например, дублетную структуру термов щелоч-ных атомов можно объяснить следующим об-разом.

В состояниях l ≠ 0 (p, d, f, … - термы) атом обладает орбитальным магнитным мо-ментом, с которым взаимодействует собствен-ный магнитный момент электрона, причем он может ориентироваться относительно орби-тального момента так, что его проекция равна либо + , либо – . Поэтому вместо од-ного уровня возникает два уровня, и p-, d-, f-,… термы являются двойными.