Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 5. Часть 1. Атомная физика" -> 111

Общий курс физики Том 5. Часть 1. Атомная физика - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 5. Часть 1. Атомная физика — Физматлит, 1986. — 426 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit5chast1atomnayafizika1986.pdf
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 179 >> Следующая

Из этих данных видно, насколько неудачны были названия «нормальный»' и «аномальный», которыми долго пользовались для обозначения соответственно простого и сложного эффектов Зеемана. Подавляюще часто встречается сложный эффект, а потому именно его следовало бы считать нормальным, а не аномальным.
ЗАДАЧИ
1. На сколько компонент расщепится в слабом магнитном поле линия щелочного металла с сериальным символом 2D5/22F7^} Скбяъка йэ них будет я-и сколько а-компонент?
Простои
щиплет
Сложный зсрсрект Резкий триплет 2п
Сложный эсршект
МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС
261
Ответ. На 18. Из них шесть я-компонент и двенадцать а-компонент.
2. С помощью интерферометра Фабри — Перо наблюдается зеемановское расщепление коротковолновой компоненты D-линии натрия в магнитном поле В = 5000 Гс. Каково должно быть расстояние d между зеркальными плоскостями интерферометра, чтобы он был пригоден для исследования расщепления рассматриваемой линии?
Решение. Как показано в тексте (см. рис. 73), рассматриваемая линия расщепляется в магнитном поле на шесть равноотстоящих компонент, расстояние между которыми составляет Д[СО = 2kQ, а между крайними Д2со = = '%Й. Спектральный прибор для исследования расщепления должен не только разрешать расщепленные линии, но и не должен давать перекрытия порядков. Значит, область дисперсии прибора должна быть не меньше Дгсо. Но область дисперсии Ли в частотах дается еоотношением Aw — м/т, где т — 2d/X = ad/nc — порядок спектра. Таким образом, должно быть
со/т Д2со,
т. е.
т ^ со/Д2со. (41.13)
В результате находим
, . 3 лис2
d --------^ = 0,64 см.
5 еВ
Разрешающая способность прибора дается выражением N3$m, где Л^ф — эффективное число интерферирующих пучков. Для разрешения необходимо
N3$m > м/ДіИ, т. е. Л^эфте > 5и/Д2ш.
В сочетании с (41.13) это дает N ^ 5.
§ 42. Магнитный резонанс
1. В магнитном поле каждый уровень энергии атома расщепляется на 2/ + 1 подуровней. Подуровни одного и того же уровня отличаются квантовыми числами tnj, определяющими проекции вектора J на направление магнитного поля. Расщепление спектральных линий, наблюдаемое в эффекте Зеемана, возникает в результате квантовых переходов между подуровнями различных расщепившихся уровней. Спонтанные переходы между подуровнями одного и того же исходного уровня маловероятны: их вероятность пропорциональна кубу расстояния между подуровнями. Кроме того, в случае одного валентного электрона такие переходы запрещены правилом отбора AL ф 0.
Но правила отбора относятся к радиационным переходам изолированных атомов. Вынужденные переходы, т. е. переходы под действием внешних силовых полей, могут происходить и тогда, когда эти правила не выполняются. Точно так же могут существенно увеличиться и вероятности соответствующих квантовых переходов, если атом поместить в надлежащее внешнее силовое поле. Именно это происходит с квантовыми переходами между подуровнями одного и того же уровня, расщепившегося в постоянном магнитном поле В. Они начинают осуществляться с заметными скоростями, если на поле В наложить поперечное слабое переменное магнитное поле. Цикл явлений и методов
262
ДАЛЬНЕЙШЕЕ ПОСТРОЕНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ [ГЛ. V
исследования, связанный с вынужденными переходами такого рода (по причинам, которые выяснятся в ходе изложения), называется магнитным резонансом.
2. Строго последовательное квантовомеханическое рассмотрение магнитного резонанса в общем курсе физики провести невозможно. Оно требует исследования вопроса о вероятностях вынужденных переходов атомных систем из одного состояния в другое. Однако для понимания сущности явления целесообразно воспользоваться простыми классическими соображениями. Это тем более оправдано, что явление магнитного резонанса было предсказано и понято именно на таком классическом пути. Результаты этого предсказания оказались в согласии с опытом, и классическими моделями пользуются и поныне, чтобы составить наглядную картину явления. Последовательное квантовомеханическое истолкование появилось несколько позже.
Итак, допустим, что частица с моментом количества движения J и магнитным моментом m помещена в однородное постоянное магнитное поле В. Пусть эти моменты связаны соотношением m = gJ, где g — гиромагнитное отношение. При этом предполагается, что за единицу J принимается постоянная Планка П, а за единицу магнитного момента — магнетон Бора Л/(2цес) = 9,274-10-21 эрг/Гс или ядерный магнетон ей/(2ррс) = = 5,050-Ю-24 эрг/Гс, в зависимости от того, обусловлен ли магнитный момент частицы электронами или атомными ядрами. Здесь це и |ip — массы электрона и протона соответственно. Поэтому ядерный магнетон в 1836 раз меньше электронного магнетона Бора. Если же гиромагнитное отношение выражать в абсолютных единицах, то его мы будем обозначать через ga6c и писать m = ga6cJ. Таким образом, величина g безразмерная, тогда как gaбС имееі размерность величины е/цс. Например,для спина электрона g^c — е/\хес, тогда как g = 2. Спины ядер по порядку величины такие же, как и у атомов, и выражаются целыми или полуцелыми числами, тогда как ядерные магнитные моменты в тысячи раз меньше электронных. Для частиц разного рода величина g может быть различной, но это обстоятельство сейчас не имеет значения.
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 179 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed