Paschen-Backův efekt

Paschen-Backův efekt spočívá v tom, že v silných magnetických polích se složité Zeemanovo štěpení stává jednoduchým. [1] Objevili Friedrich Paschen a Ernst v roce 1912 .

Paschen-Backův efekt nastává, když síla magnetického pole H překročí hodnotu, při které je rozdělení energetických hladin (kde je Bohrův magneton ) větší než rozdělení jemné struktury . V tomto případě magnetické pole zničí spojení mezi orbitálním ( ) a spinovým ( ) momentem. Když , efekty Paschen-Back a Zeeman jsou ekvivalentní. $\Delta E=\mu _{B}H$ $\mu _{B}$ ${\vec L}$ ${\vec {S))$ $s=0$

Za podmínek narušení interakce spin-orbita vnějším magnetickým polem platí předpoklad . Díky tomu lze snadno odhadnout průměrné očekávané hodnoty a ve stavu . Energie jsou vyjádřeny jako $[H_{0},S]=0$ ${\displaystyle L_{z))$ ${\displaystyle S_{z))$ $|\psi \rangle$

E_{z}=\langle \psi |\left(H_{0}+{\frac {B_{z}\mu _{B}}{\hbar }}(L_{z}+g_{s }S_{z})\vpravo)|\psi \rangle =E_{0}+B_{z}\mu _{B}(m_{l}+g_{s}m_{s}).

Navzdory skutečnosti, že interakce LS je narušena vnějším magnetickým polem, kvantová čísla a odpovídající projekce magnetických a spinových momentů na magnetickou osu zůstávají "dobrými" kvantovými čísly. Spolu s pravidly výběru pro elektrické dipólové přechody, tzn. , to umožňuje zcela ignorovat stupeň volnosti rotace. V důsledku toho zůstávají ve spektru viditelné pouze tři spektrální čáry, což odpovídá pravidlu výběru dipólu . Rozdělení nezávisí na uvažovaných elektronických energiích a konfiguracích. V obecném případě (kdy ) jsou tyto tři složky vlastně skupinami čar v důsledku zbytkové interakce spin-orbita. $m_{l}$ $slečna}$ $\Delta s=0,\Delta m_{s}=0,\Delta l=\pm 1,\Delta m_{l}=0,\pm 1$ $\Delta m_{l}=0,\pm 1$ ${\displaystyle \Delta E=B\mu _{B}\Delta m_{l))$ $s\neq 0$

V obecném případě je nutné kromě spin-orbitální interakce počítat i s relativistickými korekcemi, které mají stejnou velikost ( jemné dělení ). Perturbační teorie prvního řádu s těmito korekcemi pro atom vodíku v Paschen-Backově limitě dává [2]

E_{z+fs}=E_{z}+{\frac {\alpha ^{2}}{2n^{3}}}\left[{\frac {3}{4n}}-\left ({\frac {l(l+1)-m_{l}m_{s}}{l(l+1/2)(l+1)))\vpravo)\vpravo],

kde α je konstanta jemné struktury , n je hlavní kvantové číslo a l je orbitální kvantové číslo .

Poznámky

↑ Pashen - Tank effect - článek z Velké sovětské encyklopedie .
↑ Griffiths, David J. Úvod do kvantové mechaniky (neopr.) . — 2. - Prentice Hall , 2004. - S. 247. - ISBN 0-13-111892-7 .

Slovníky a encyklopedie	velká čínština Velký Rus