06第6章 外磁场中的原子(乙型).ppt
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1、第6章 外磁场中的原子,原子的磁矩与Land因子 Stern-Gerlach实验的解释 顺磁共振 塞曼效应 帕邢-巴克效应,6.1 原子的有效磁矩,原子中的核外电子,由于具有角动量,而产生磁矩 电子由于绕原子核运动的角动量pl,产生轨道磁矩l 电子由于自旋运动的自旋角动量ps,产生自旋磁矩磁矩s 原子的轨道角动量、自旋角动量合成为原子的总角动量 轨道磁矩、自旋磁矩合成为原子的总磁矩,1.单电子原子的有效总磁矩,磁矩的方向与角动量的方向相反 轨道和自旋角动量分别绕总角动量旋进(进动),相应的磁矩也绕总角动量旋进(进动) 轨道磁矩和自旋磁矩合成为一个总磁矩,原子的有效总磁矩,为使磁矩与角动量间有统
2、一的关系式,引入Land因子g,总磁矩Land因子的表达式,Land g因子,单电子原子的Land因子,多电子原子的有效总磁矩,LS耦合的Land因子,形式上与单电子一样,根据耦合之后所形成的原子态,可以得到g因子的数值,单重态,S态,J=0的特例,满次壳层,L=0,S=0,J=0 同时磁矩=0 对于非满次壳层,当L=S时,J=L+S,0 L=-S, J=0 ,轨道角动量与自旋角动量方向恰好相反 但由于gS2gL 所以总磁矩0 相当于朗德因子g=L,Jj耦合的Land因子,第p+1个电子,前p个电子耦合之后,6.2 外磁场中的原子,1、外磁场中的磁矩 有磁矩的原子在外磁场中,受到力和力矩的作用
3、,A、力矩的作用,使得角动量P绕外磁场B旋进(进动),这种进动称作Larmor进动,可以用矢量式表示,轨道角动量的Lamor进动,轨道回磁比,外磁场对原子的作用力,有磁矩的原子在外磁场中,受到力的作用,在均匀的外磁场中,由于,但是,力矩却不等于零,拉莫尔进动(Larmor precession),非均匀磁场中的磁矩,如果外磁场不是均匀的,而是有梯度分布,则磁矩将受到力的作用 如果外磁场只在z方向上有梯度,原子有沿z方向的加速度,外磁场中原子的总角动量不再守恒,原子的总磁矩、总角动量都绕着外磁场作Larmor进动 总角动量不守恒 但总角动量的空间取向是量子化的 在磁场方向上的分量是量子化的,共2
4、j1个取值,pj共有2j1个取向,N,S,进入磁场的Ag原子受到力的作用,Ag,N,S,Stern-Gerlach实验的解释,总角动量增大,原子能量增大,外磁场对原子的作用,由于Lamor进动,产生一个附加的角动量,使得原子在B方向的总角动量改变,总角动量减小,原子能量减小,外磁场中原子能级的分裂,在外磁场中,总角动量的空间取向是量子化的;或者说总角动量在磁场方向的分量是量子化的,总角动量在磁场方向的分量,顺磁共振,具有磁矩的原子在外磁场中出现能级分裂 但能级的裂距较小 能级差与电磁波相匹配 电磁波能量被吸收,出现共振。称为“电子顺磁共振(EPR)”或“电子自旋共振(ESR)”,通常采用固定微
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- 06第6章 外磁场中的原子乙型 06 磁场 中的 原子 乙型
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