Построение характеристической кривой фотопластинки, страница 4

                                      (1)

где  принимает последовательные целые значения. Конкретным примером могут служить возбужденные конфигурации

Для конфигураций типа  содержащих s-электрон, получается по два терма - одиночный и триплетный. Для конфигураций  это будут термы и , для конфигураций  -  и , для конфигураций -  и  и т.д. Отличие от случая спектров атомов щелочных металлов с одним электроном  в возбужденных состояниях состоит в том, что вследствие наличия электрона ns вместо одного дублетного терма  получается два терма  и - одиночный и триплетный. В результате вместо одной системы термов - системы дублетных термов - получается две: система синглетных термов  и система триплетных термов; к системе синглетных термов относится и основной терм   являющийся первым членом последовательности  возбужденные термы которой начинаются с    

Для каждой системы термов – синглетной и триплетной – при переходах между термами данной системы, допускаемых правилами отбора  для квантового числа l, возникают серии  аналогичные сериям атомов щелочных металлов. В результате получаются серии, соответствующие синглетно-синглетным переходам, и серии, соответствующие триплетно-триплетным переходам. Первые состоят из синглетов, вторые – из триплетов: мы имеем синглетную систему переходов и триплетную систему переходов. Наряду с этим возможны интеркомбинационные синглетно-триплетные переходы, связанные с нарушением правила отбора для спинового квантового числа S и обусловленные спин-орбитальным взаимодействием. С увеличением порядкового номера атома спин-орбитальное взаимодействие увеличивается и соответственно растет как интенсивность интеркомбинационных синглетно-триплетных переходов, так и величина триплетного расщепления термов   (синглетные термы и триплетные - термы не расщепляются). Для тяжелых атомов расщепление термов достигает тысяч см^-1 , а интенсивность интеркомбинационных переходов становится сравнимой с интенсивностью переходов с сохранением мультиплетности и для отдельных линий может быть даже больше (при учете заселенности верхнего уровня).

Атом гелия отличается от всех остальных атомов с двумя внешними электронами тем, что он не имеет внутренних электронов и поэтому является двухэлектронной системой в чистом виде. Рассмотрение такой системы, наряду с одноэлектронной системой в чистом виде, какой является атом водорода, имеет большое значение. При переходе от атома водорода к атому гелия впервые приходится учитывать взаимодействие между двумя электронами. Рассмотрение этого взаимодействия является очень существенным для приближенного расчета многоэлектронных атомов, которых каждый электрон одновременно взаимодействует с двумя или более электронами.

Для атома гелия, в силу малости спин-орбитального взаимодействия, особенно отчетливо проявляется разделение переходов на синглетные и триплетные. Рассмотрим схему уровней атома гелия. Она приведена на диаграмме рис.1. В левой части диаграммы показаны синглетные термы, в правой – триплетные термы; для каждого уровня отмечено главное квантовое число n возбужденного электрона, другой электрон является электроном 1s.

Основной одиночный терм   лежит очень глубоко по сравнению со всеми остальными. Энергия возбуждения самого глубокого триплетного терма  составляет 19,82  при энергии ионизации 24,59 , а энергия возбуждения соответствующего синглетного терма  равна 20,61 . Физически это понятно, так как электрон 1s связан очень прочно, а электрон 2s  гораздо слабее, и нужна большая энергия порядка 20 , чтобы возбудить один из электронов 1s, превратив заполненную оболочку гелия в незаполненную.

Разность - одиночного и триплетного термов, возникающих из одной и той же конфигурации 1s2s, равна 0,80 . Триплетный терм в соответствии с общим правилом, лежит глубже одиночного. Это соблюдается и для всех остальных пар термов гелия, возникающих из одной и той же конфигурации. Разность одиночных и триплетных термов уменьшается при увеличении возбуждения. При этом для  P –термов она меньше, чем для  S-термов, а для D - термов и F-термов становится ничтожно малой, как показывают данные, приведенные в таблице 1.