Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
При построении диаграмм Гротриана мы исключили из рассмотрения слишком высокие ридберговские уровни энергии и автоионизационные состояния, отвечающие двухэлектронному возбуждению и лежащие выше ионизационного предела атома. Положение атомных уровней энергии (под ними подразумевалось обычно положение центров тяжести мультиплетов T=ZTigiI^gi, где T1 — компонента мультиплета, g, — статистический вес і-го подуровня) определяется по шкале ординат в обратных сантиметрах, кроме того, цифры над горизонтальными линиями уровней обозначают соответствующее значение энергии возбуждения в электрон-вольтах (1 эВ=8065, 54 см-1).
Рядом с линиями уровней в прямоугольной рамке приведены значения энергии расщепления мультиплет-ных уровней с нужным знаком, характеризующим либо нормальный (+), либо обращенный (—) мультиплет. Штриховые метки использовались для обозначения электронных конфигураций, отвечающих разным исходным состояниям атомного остова. В случае атомов инертного газа и атома нода, у которых возбужденные состояния классифицируются по схеме //-связи моментов, на диаграммах Гротриана были указаны только положения нижней и верхней компонент мультиплетных подуровней (отмеченных соответственно чертой снизу и сверху при символе квантового числа J полного момента атома) и граничные длины волн переходов между заданными мультиплетнымн уровнями.
В некоторых случаях рядом с числовым значением длины волны перехода X (в ед. IO-10 м) приведены в круглых скобках значения соответствующей силы осцилляторов В поглощении fik. С помощью нижнего индекса у X и fik отмечалось значение квантового числа J полного электронного момента состояния (нижнего, верхнего или обоих вместе), обладающего мульти-плетной структурой.
Прн построении комбинированных диаграмм атомных уровней энергии и спектров на рис. 32.1—32.43 были использованы специальные руководства по диаграм-
Продолжение табл. 33.3
Таблица волны X
света
32.2. 10-"
X м I " М Ii I ¦ ДХ
2000 0,648 3400 0,976 4800 1,34
2100 0,667 3500 1,00 4900 1,37
2200 0,687 3600 1,03 5000 1,39
2300 0,708 3700 1,05 5200 1,45
2400 0,731 3800 1,08 і 5400 1,50
2500 0,754 3900 1,10 5600 1,55 1,61
2600 0,777 4000 1,13 5800
2700 0,801 4100 1,16 6000 1,66
2800 0,825 4200 1,18 6200 1,72
2900 0,850 4300 1,21 6400 1,77 1,82
3000 0,875 4400 1,24 6600
3100 0,900 4500 1,26 6800 1,88
3200 0,925 4600 1,29 7000 1,93
3300 0,950 I 4700 1,32 7200 1,98
л ДХ А ДА J ! - ДА
7400 2,04 10 600 2,90 13 800 3,77
7600 2,09 10 800 2,96 14 000 3,83
7800 2,15 Il 000 3,01 14 200 3,88 3,94
8000 2,20 11 200 3,07 14 400
8200 2,25 11 400 3,12 14 600 3,99
8400 2,31 11 600 3,18 14 800 4,05
8600 2,36 11 800 3,23 15 000 4,10 4,37
8800 2,42 12 000 3,28 16 000
9000 2,47 12 200 3,34 17 000 4,64
9200 2,52 12 400 3,39 18 000 4,92
9400 2,58 12 600 3,45 І І 19 000 5,19
9600 2,63 12 800 3,50 I I 20 000 5,46
9800 2,69 13000 3,56 І 30000 8,18
10 000 2,74 13 200 3,61 і I 40000 10,9
10 200 2,80 13 400 3,66 І 50000 13,6
10 400 2,85 13 600 3,72 I I 100 000 27,3
мам Гротриана [1, 2], многочисленные журнальные публикации по спектрам отдельных элементов [3], таблицы спектральных линий [4, 5] и справочные издания по вероятностям оптических переходов (см. литературу в [31). Погрешности в определении величин Г, ATii',X и fik были учтены, при округлении значащих цифр в пределах ±1 для последней приведенной цифры.
Стоит напомнить, что согласно принятому в спектроскопии соглашению все длины волн переходов с >.>200 нм относят к переходам в воздухе, а более короткие длины волн -— к переходам в вакууме. В табл. 32.2 приведены значения поправки ДХ к длине волны, учитывающей дисперсию света в воздухе по стандартной формуле Эдлена [3]-
ДХ = Xrhk — Xb
О-«"1),
/ 2,406030-IO-2
B-I + Ю-« 8342,13 + 1>3.10-6_ог +
0,389-Ю-»—о2
Поправка ДХ, IO-10 м, к длине м, учитывающая дисперсию юзд — ^вак — АХ; Хвак = ХВозд -J- ДХ
здесь п — показатель преломления воздуха для рассматриваемой волны; а — волновое число в вакууме, равное энергии перехода AT/h, см-1. В практических единицах связь между длиной волны перехода и энергией перехода имеет вид
Хвак= IO8ZAT1 = 12398,5/ДГ2, где X выражено в 10~10 м, ATi — в см-1 и ДT2 — в эВ,
32.3. ТОНКАЯ СТРУКТУРА УРОВНЕЙ ЭНЕРГИИ АТОМОВ
Хорошо известно, что систематика уровней энергии и спектров многоэлектронных атомов строится на основе учета в модели самосогласованного (эффективного центрально-симметричного) поля атома дополнительных возмущений от нецентрального электростатического и релятивистских (спин-орбитального и спин-спинового) взаимодействий электронов. В нерелятивистском приближении при учете только электростатических взаимодействий энергетические уровни атома характеризуются значениями полного орбитального (L) и спинового (S) моментов электронов и вырожде-
838 ны по возможным направлениям векторов LnS в
пространстве.
Если учесть зависящие от спинов электронов релятивистские взаимодействия, то, строго говоря, уровни энергии атома должны характеризоваться лишь значениями сохраняющегося полного электронного момента J = L f S1 поскольку каждый из моментов LhSb отдельности не сохраняется. При относительной малости релятивистских эффектов по сравнению с электростатическим взаимодействием электронов их можно рассматривать по теории возмущений и тогда уровень энергии с заданными значениями LS расщепляется на ряд компонент, отличающихся значениями квантового числа J(\L—S\</<L+S). Так возникает тонкая структура уровней — каждый уровень характеризуется набором квантовых чисел LSJ.
