Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 5. Часть 1. Атомная физика" -> 115

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 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 179 >> Следующая

9. Ядерный магнитный резонанс с поглощением коротких радиоволн макроскопическими количествами вещества впервые наблюдали в конце 1945 г. Парселл (р. 1912), Торри и Паунд (р. 1919) и независимо от них Блох (р. 1905), Хансен (1909— 1949) и Пакард. Хотя в принципиальном отношении ядерный магнитный резонанс и не отличается от электронного, для его экспериментального исследования из-за большого различия в длинах волн высокочастотного электромагнитного поля требуется несколько изменить метод исследования. Идея одной из возможных экспериментальных схем понятна из схематического рис. 79. Главная особенность состоит в том, что исследуемый образец А помещается в катушку, последовательно соединенную с катушкой колебательного контура генератора высокой частоты. Электромагнит NS, питаемый постоянным током, создает
270
ДАЛЬНЕЙШЕЕ ПОСТРОЕНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ [ГЛ. V
сильное постоянное магнитное поле. Для создания перпендикулярного модулирующего магнитного поля применяется дополнительная катушка К, питаемая переменным током с частотой 50 Гц. При наступлении резонанса увеличивается поглощение высокочастотного электромагнитного поля. Это проявляется в уменьшении добротности колебательного контура генератора и даже в срыве генерации. Высокочастотный сигнал, появляющийся во внешней цепи, индуктивно связанной с колебательным
контуром генератора, детектируется и усиливается усилителем У. Затем получается его развертка, совершенно так же, как при исследовании ЭПР.
10. В заключение заметим, что, помимо электронного и ядерного парамагнитных резонансов, различают также ферромагнитный резонанс, связанный с изменением ориентации электронных магнитных моментов внутри доменов или между доменами ферромагнетика, а также антиферромагнитный резонанс, связанный с изменением ориентации спиновых магнитных моментов в антиферромагнетике. Частным случаем последнего резонанса является ферримагнитный резонанс — резонанс, происходящий в ферримагнетиках, т. е. антиферромагнетиках с неполностью компенсированными противоположно направленными магнитными моментами спинов решетки, а потому обладающими ферромагнитными свойствами. Ограничимся еще упоминанием, что к магнитному резонансу иногда формально причисляют диамагнитный (циклотронный) резонанс, имеющий, однако, совершенно иную физическую природу.
§ 43. Эффект Штарка
1. Явление Штарка (1874—1957) состоит в том, что при наложении электрического поля энергетические уровни атомов, молекул и кристаллов смещаются и расщепляются на подуровни. Это проявляется в расщеплении и смещении спектральных линий в спектрах испускания и поглощения указанных тел. Об этом явлении уже кратко говорилось в т. IV, § 93. Там указывалось, какие экспериментальные трудности возникают при наблюдении явления и как Штарку удалось их преодолеть. Штарк открыл явление, названное его именем, а затем подробно исследовал его на спектральных линиях серии Бальмера водорода. Впоследствии явление Штарка было обнаружено и на других атомах.
Уже с самого начала было выяснено, что классическая теория не в состоянии объяснить явление Штарка. Теория явления Штарка, основанная на полуклассической теории Бора, была независимо построена К. Шварцшильдом (1874—1916) и П. С. Эпштейном (1886—1966) в 1916 г. Их основные результаты были подтверждены в последовательно кванговомехачической теории,
Рис. 79
ЭФФККТ ШТАРКА
271
развитой Шредингером в 1926 г. 1) ооеих теориях используются вычислительные методы теории возмущений, развитые в небесной механике Лагранжем (1736—1813), Лапласом (1749—1827) и др., а затем модернизированные применительно к задачам квантовой механики. Вычисления довольно сложны и не могут быть здесь воспроизведены. Можно ограничиться только некоторыми качественными соображениями и окончательными результатами. При этом мы ограничимся штарк-эффектом только на атомах, а электрическое поле Е будем предполагать однородным.
2. Уже из простых классических соображений легко понять, какую следует ожидать поляризацию компонент, на которые расщепляются спектральные линии при помещении источника света во внешнее электрическое поле Е. В электрическом поле частота колебаний элементарного источника света (электрона! зависит от того, совершаются ли колебания вдоль поля Е или перпендикулярно к нему. Во всех случаях в наблюдаемом свете ввиду его попереч-ности возможны только колебания, перпендикулярные к линии наблюдения. Если линия наблюдения сама перпендикулярна к полю Е, то колебания, удовлетворяющие этому условию, могут происходить как по полю Е, так и перпендикулярно к нему. Они, вообще говоря, происходят с различными частотами, а потому в наблюдаемом спектре все линии окажутся поляризованными линейно: часть линий будет поляризована вдоль поля Е (я-компонен-ты), а остальная часть перпендикулярно к нему (а-компоненты).
Если же линия наблюдения направлена вдоль поля Е, то все колебания, сопровождающиеся излучением света, направлены только перпендикулярно к Е. Поэтому в наблюдаемом спектре могут появиться только а-компоненты. Все они будут неполяризованы, поскольку сила, действующая со стороны электрического поля Е на колеблющийся электрон, не зависит от величины и направления скорости движения последнего. В этом существенное отличие электрического поля от магнитного. Сила, действующая на электрон со стороны магнитного поля, пропорциональна его скорости v и меняет свое направление на противоположное с изменением на противоположное направления скорости у. Поэтому-то она и изменяет угловые скорости круговых вращений электрона, на которые можно разложить его колебательное движение. Это изменение зависит от направления вращения электрона, с чем и связан продольный эффект Зеемана. В случае электрического поля подобного изменения нет, а потому компоненты штарковского расщепления при продольном наблюдении оказываются неполяризованными. При наблюдении же под углом к полю Е эти компоненты окажутся поляризованными частично.
Предыдущая << 1 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 179 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed