Исследование сверхтонких структуры атомных спектров. Экспериментальные методы основанные на использовании внешних полей. Метод Раби

14 исследование сверхтонких структуры атомных спектров

При наблюдении сверхтонкой структуры спектр. линий спин ядра можно опред 3 способами

-подсчетом числа линий сверхтонкого расщепления

-измерение интервала м/д ними

-сравнение их интенсивности

(1)*1(2) т.к 1 измер в яд-х  то получим (3)

*S(4)  

Из ф-лы (3) и (5) видно что

U= (6)где a- постоянная опред абсолют величину поля эл-в

Анализируя (6) можно указать 3 способа опред спина ядра

1.Если J>I то число линий сверхтонкого расщепления равно 2I+1, значит спин ядра можно опред подсчетом числа линий сверхтонкого расщепл.

2.Если J<1 то использ так наз правило интервалов т к все линии данного  сверхтонкого расщ-ния соот- ют один J  и I то разность энергии 2х состояний F и  F-1 равна

3.метод сравнения интенсивностей компонентов сверхтонкого расщ-ния. интенсивность спектр линий пропорциональна числу компонентов   на кот расщепляется терм в магн поле

15 экспериментальные методы основанные на использ внешних полей

А)эффект Зеемана и Пашена-Бака

3 случая: сильного слабого и промежуточного поля

Сильным полем Н наз такое поле, энергия взаимод , кот с электронной оболочкой много больше энергии взаимод электр оболочки с магнитным моментом ядра.Слабое внеш поле не может разорвать связь векторов J и I и во внешнем поле ориентировано на суммарный вектор F=J+I,  кот имеет в нем 2F+1знач-й проекции для каждого из возможных знач F .полное число  различ состояний равно (2J+1)(2I+1). в этом случ масштаб расщепления опред величиной зная J можно по 2F+1=(2J+1)(2I+1)  найти спин ядра I. соотв-щее явление наз эффект Зеемана

Сильное внеш поле разрушает  связь J и I и во внеш поле ориен. независимо  друг от друга векторы J и I приобрет во внеш поле соот-но 2J+1  2I+1 различных ориентаций кот хар-ся различными проекциями J J-1 J-2…-(J-2) –(J-1) –J ; I, I-1, I-2…-(I-2) –(I-1) –I

Разность энергии равна    т к то энергия взаимод-я практически опред только ориентацией вектора Jкаждой из которых соот-ет 2I+1 . по числу 2I+1 подуровней можно опред спин ядра I это явл наз эффект Пашена-Бака

Б) метод отклонения молек. Пучков

F=()H=   F=

Для получения молек пучка использ нагреватель U с узкой щелью, через кот молек. пучок попадает в вакуумную камеру с несколькими диафрагмами,  а затем пройдя м/д полосами электромагнита ,попадает на экран .

16 метод Раби

Идея метода Раби заключ в принудительной переориентации спина I ядра резонансом высокочастотным электромагнитным полем и вычислением  по значению резонансной частоты поля

-одинаково направлен постоян магн поля

 ; U=-=/I ;;  где - частота Лармона. =2= ;

Методом магнит резонанса было впервые определено точное значение магнитного значения протона