Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Równanie(2.26)określasensfizycznymagnetycznejliczbykwantowejm.Zor-
bitalnymmomentempęduL
→elektronuwiążesięmomentmagnetycznyp
→
m(według
klasycznegorozumowaniaelektronokrążającyjądrowytwarzapolemagnetyczne);
związektenwyrażawzór:
p
→
m=–g
l·L
→
(2.27)
stałag
l=e/2mnosinazwęorbitalnegostosunkugiromagnetycznego.
OrbitalnymomentmagnetycznyelektronuwyjaśniazjawiskoZeemana(wsil-
nympolumagnetycznym).Jeżeliatomznajdujesiępozapolemmagnetycznym,
wtedystanowil=1odpowiadajedenpoziomenergetycznyniezależnieodwartości
m.Jednakwpolumagnetycznympoziomrozszczepiasięnatrzy,liczbomkwanto-
wymm=0,m=+1,m=–1odpowiadająterazróżneenergie,liniawidmowaroz-
szczepiasięnatrzy.
MechanikakwantowawujęciuSchrödingera,Heisenberganiepotrafiłajednak
wyjaśnićzarównozjawiskaZeemanawsłabympolumagnetycznym,jakisubtelnej
strukturywidma.Dlawyjaśnieniatychzjawisktrzebabyłoprzyjąćistnienieczwar-
tejliczbykwantowejzwiązanejzwłasnymmomentempęduelektronu(klasycznie
odpowiadałobytoobrotowielektronuwokółwłasnejosi).Takzwanyspinowymo-
mentpęduelektronu,przezanalogiędowzoru(2.25),wiążesięzespinowąliczbą
kwantowąszależnością:L
s=
ss
(
+
1
)
’,przyczymliczbasmożeprzyjąćtylko
jednąwartośćs=1/
2.ZmomentempęduL
→
swiążesięteżwłasnymomentmagne-
tycznyelektronup
→
s=g
sL
→
s,gdzieg
s=e/m,spinowystosunekgiromagnetyczny
(g
s=2g
l).Wpolumagnetycznymelektronmatylkodwiemożliwościustawienia
się:alborównolegle(momentmagnetycznywkierunkupola),alboantyrównolegle
(naodwrót).Tymdwomustawieniomodpowiadajądwiewartościspinowejliczby
magnetycznejm
s,zwanejpoprostuspinem:m
s=+1/
2albom
s=–1/
2,(L
sz=m
s’).
Istniejemożliwośćoddziaływaniapolamagnetycznegoorbitalnegozespino-
wymmomentemmagnetycznymelektronu;mówisięwtedyosprzężeniuspin–or-
bita.Sprzężeniatedajądodatkowepoziomyenergetyczne,watomachwieloelek-
tronowychnawetbardzozłożone;taktłumaczysięuwielokrotnienielinii
widmowychwewłasnychpolachatomu(subtelnastrukturawidma),względnie
wzewnętrznympolumagnetycznym–zjawiskoZeemana,czypoluelektrycznym–
zjawiskoStarka.
204040PostulatPauliego0Tablicaokresowapierwiastków
Stanelektronuwatomiecharakteryzująwięcczteryliczbykwantowe:
1)głównaliczbakwantowan=1,2,3,...kwantującaenergięelektronu,
2)pobocznaliczbakwantowal=0,1,2,
...,(n–1),kwantującamomentpędu
orbitalnegoelektronu,
3)magnetycznaliczbakwantowam=0,±1,±2,...,±lkwantującarzutmomentu
pęduorbitalnegoelektronunawybranykierunek,
39
