Спин и магнитный момент электрона

Август 4, 2022

Главная
Физика
Спин и магнитный момент электрона

Содержание

2. Спектры атомов щелочных металлов Спектры атомов щелочных металлов схожи со спектрами водорода: они также состоят из
3. На рисунке изображены уровни энергии и пере- ходы в атоме натрия. Видно качественное сходство с атомом
4. Дублетная структура термов, а также некото-рые другие экспериментальные факты, на-пример аномальный эффект Зеемана, кото-рый мы рассмотрим
5. Величина механического момента – спина – может быть определена из факта дублетнос-ти термов атомов щелочных металлов.
6. Далее число возможных проекций спина на выб-ранное направление равно 2s+1. С другой стороны опыт показывает, что
7. Кроме механического момента, электрон имеет и магнитный момент. Орбитальному движению электрона соответствует орбитальный магнит-ный момент, а
8. Поэтому Итак, (15.3)
9. Величина (15.4) называется магнетоном Бора и применяется для измерения магнитных моментов атомов и молекул: (15.5) Проекция
10. Отношение величины магнитного момента к моменту импульса называется гиромаг-нитным отношением. Для орбитального момента (15.7)
11. Собственному моменту импульса элект-рона – спину – соответствует и собст-венный магнитный момент μs, причем вся совокупность
12. Таким образом, гиромагнитное отношение для собственных моментов электрона (15.9) вдвое больше, чем для орбитальных моментов. Проекция
14. Скачать презентацию

Слайд 2

Спектры атомов щелочных металлов
Спектры атомов щелочных металлов схожи со спектрами водорода:

они также состоят из се-рий, причем линии в серии закономерно сгу-щаются к границе серии. Общий вид термов щелочных атомов имеет вид
(15.1)
где σ – некоторая поправка, различная для раз-личных серий.

Слайд 3

На рисунке изображены
уровни энергии и пере-
ходы в атоме натрия.
Видно качественное
сходство 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).

Слайд 4

Дублетная структура термов, а также некото-рые другие экспериментальные факты, на-пример 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).

Слайд 5

Величина механического момента – спина – может быть определена из 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 спинового квантового числа s:
(15.2)
Эта формула аналогична формуле (14.4) для вели-чины (т.е. для модуля) орбитального момента им-пульса L при движении электрона вокруг ядра:

Слайд 6

Далее число возможных проекций спина на выб-ранное направление равно 2s+1. С

другой стороны опыт показывает, что термы дублет-ны, поэтому спин имеет только две возможных ориентации. Следовательно
2s+1 = 2,
отсюда спиновое квантовое число s равно:
s = 1/2,

Слайд 7

Кроме механического момента, электрон имеет и магнитный момент. Орбитальному движению 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"

Слайд 8

Поэтому
Итак,
(15.3)

Слайд 9

Величина
(15.4)
называется магнетоном Бора и применяется для измерения магнитных моментов атомов и

молекул:
(15.5)
Проекция магнитного момента на некоторое на-правление Z, так же, как и проекция момента импульса, может принимать 2l+1 значений:
(15.6)
где m = 0, ± 1, ± 2, …± l.

Слайд 10

Отношение величины магнитного момента к моменту импульса называется гиромаг-нитным отношением. Для

орбитального момента
(15.7)

Слайд 11

Собственному моменту импульса элект-рона – спину – соответствует и собст-венный магнитный

момент μs, причем вся совокупность экспериментальных фактов указывает на то, что этот собст-венный магнитный момент электрона равен:
(13.8)

Слайд 12

Таким образом, гиромагнитное отношение для собственных моментов электрона
(15.9)
вдвое больше, чем для

орбитальных моментов. Проекция собственного магнитного момента на некоторое направление Z, так же как и проек-ция спина, может принимать всего 2 значения:
(15.10)

Спин и магнитный момент электрона

Содержание

Спектры атомов щелочных металловСпектры атомов щелочных металлов схожи со спектрами водорода:

На рисунке изображеныуровни энергии и пере-ходы в атоме натрия.Видно качественноесходство с