Построение характеристической кривой фотопластинки, страница 5

Синглетные термы комбинируют друг с другом, давая серии, аналогичные сериям атомов щелочных металлов. При этом «главная серия» 1s – np (n=2, 3, 4…)  лежит в очень далекой ультрафиолетовой области спектра (от 500 до 600 А), а остальные серии – в инфракрасной, видимой и близкой ультрафиолетовой областях. Серии состоят из одиночных линий.

Триплетные термы комбинируют между собой, также давая серии, аналогичные сериям щелочных металлов и лежащие в инфракрасной, видимой и близкой ультрафиолетовой областях спектра.  Серии состоят из триплетов. Триплетная структура для гелия очень узкая; наибольшее расщепление – расщепление   триплетного терма - составляет 1,07 см^-1 . Для терма  расщепление  равно 0,36 см^-1 , а для остальных триплетных термов расщепление настолько мало, что не разрешается доже спектральными приборами высокой дисперсии.

Первый член триплетной серии  (диффузной триплетной серии) лежит в желтой части видимого спектра – это желтая линия обнаружение которой в спектре протуберанцев Солнца в 1868 г. привело к открытию гелия. Она состоит из трех компонент

 

  

    

с относительными интенсивностями 5 : 3 : 1 соответственно статистическим весам уровней  терма  (см. правило сумм интенсивностей, уровни  терма  практически совпадают).

Таблица 1.Разности одиночных и триплетных термов гелия ( см^-1 )

n	S-термы	P0 – термы	D – термы	F0 –термы
2 3 4 5 6 7 8 9	6421,38 1627,98 642,04 316,45 178,71 110,56 73,24 50,76	2047,89 644,60 275,53 141,68 81,96 51,69 34,48 24,27	- 3,32 1,88 1,06 0,65 0,31 0,31 0,14	- - 0,63 1,48 0,12 0,11 0,12 0,06

Отметим, что для терма не только не соблюдается правило интервалов, но он даже является обращенным – уровень  лежит глубже всего, затем очень близко к нему, на 0,078 см^-1  выше,  лежит уровень , и еще выше на 0,996 см^-1  лежит уровень . Обращенным является и терм . Это объясняется теоретически, если учесть спин-орбитальное и спин-спиновое взаимодействие двух электронов между собой, а не только спин-орбитальное взаимодействие для каждого электрона в отдельности.

Интеркомбинационные переходы между синглетными и триплетными термами для такого легкого атома, как атом гелия, в соответствии с малостью спин-орбитального взаимодействия очень слабы, но все же удается наблюдать интеркомбинационную линию 591,44 А, получающуюся в результате перехода . Вследствие слабости интеркомбинационных линий спектр гелия распадается на две практически независимые системы линий – одиночную систему и триплетную систему. Физически это означает сохранение значения суммарного спина S, равного 0 или 1. Гелий в состояниях со спином S=0, дающий сингулетную систему линий, называют парагелием, а гелий в состояниях со спином S=1, дающий триплетную систему линий, называют ортогелием. Такое строение спектра гелия первоначально привело к предложению о наличии двух разных химических элементов, и лишь затем выяснилось, что оно связано с двумя типами состояний атома гелия, переходы между которыми очень мало вероятны. С точки зрения наглядных представлений переход парагелия в ортогелий связан с тем, что антипараллельно ориентированные спины электронов становятся параллельными, иначе говоря, происходит переориентация спинов.

Статистический вес термов ортогелия в три  раза больше статистического веса соответствующих термов парагелия:

То обстоятельство, что с самого глубокого P-терма  триплетной системы уровней ортогелия возможен лишь весьма мало вероятный переход , делает соответствующее состояние атома гелия весьма устойчивым. Атом гелия в состоянии  имеет время жизни  Это состояние является типичным примером метастабильного состояния.

Порядок выполнения работы

1.Собрать и отъюстировать оптическую систему, состоящую из ртутной лампы, конденсора и монохроматора УМ-2.

2.Изменяя ширину входной щели и фокусировку окуляра, получить качественное изображение спектра ртути.

3.Используя атлас спектра ртути, произвести градуировку монохроматора. Построить градуировочный график.