Paschen-Back effekt

Paschen-Back-effekten består i det faktum att i starka magnetfält blir den komplexa Zeeman-splittringen enkel. [1] Upptäckt av Friedrich Paschen och Ernst Tillbaka 1912 .

Paschen-Back-effekten uppstår när styrkan på magnetfältet H överstiger värdet vid vilket uppdelningen av energinivåer (där är Bohr-magnetonen ) blir större än splittringen av den fina strukturen . I detta fall förstör magnetfältet kopplingen mellan orbital ( ) och spinn ( ) moment. När , Paschen-Back- och Zeeman-effekterna är likvärdiga. $\Delta E=\mu _{B}H$ $\mu _{B}$ ${\vec L}$ ${\vec {S))$ $s=0$

Under förhållanden med kränkning av spin-omloppsinteraktionen av ett externt magnetfält, är antagandet giltigt . Detta gör det enkelt att uppskatta de genomsnittliga förväntade värdena för och i staten . Energierna uttrycks som $[H_{0},S]=0$ ${\displaystyle L_{z))$ ${\displaystyle S_{z))$ $|\psi \rangle$

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

Trots att LS-interaktionen bryts av ett externt magnetfält förblir kvanttalen och motsvarande projektionerna av magnet- och spinnmomenten på magnetaxeln "bra" kvanttal. Tillsammans med urvalsreglerna för elektriska dipolövergångar, d.v.s. , detta gör det möjligt att ignorera spinngraden av frihet helt och hållet. Som ett resultat förblir endast tre spektrallinjer synliga i spektrumet, vilket motsvarar dipolvalsregeln . Uppdelningen beror inte på de elektroniska energierna och konfigurationerna. I det allmänna fallet (när ) är dessa tre komponenter faktiskt grupper av linjer på grund av den kvarvarande spin-omloppsinteraktionen. $m_{l}$ $Fröken}$ $\Delta s=0,\Delta m_{s}=0,\Delta l=\pm 1,\Delta m_{l}=0,\pm 1$ $\Delta m_{l}=0,\pm 1$ ${\displaystyle \Delta E=B\mu _{B}\Delta m_{l))$ $s\neq 0$

I det allmänna fallet, förutom spin-omloppsinteraktionen, är det också nödvändigt att ta hänsyn till relativistiska korrigeringar, som har samma storleksordning ( findelning ). Den första ordningens störningsteorin med dessa korrigeringar för väteatomen i Paschen-Back-gränsen ger [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)))\höger)\höger],

där α är den fina strukturkonstanten , n är det huvudsakliga kvanttalet och l är det orbitala kvanttalet .

Anteckningar

↑ Pashen - Tankeffekt - artikel från Great Soviet Encyclopedia .
↑ Griffiths, David J. Introduktion till kvantmekanik (neopr.) . — 2:a. - Prentice Hall , 2004. - P. 247. - ISBN 0-13-111892-7 .

Ordböcker och uppslagsverk	stor kines Stor ryss