к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Сверхтонкая структура

Сверхтонкая структура (сверхтонкое расщепление) уровней энергии - расщепление уровней энергии атома, молекулы или кристалла на неск. подуровней, обусловленное взаимодействием магн. момента ядра с магн. полем, создаваемым гл. обр. электронами, а также взаимодействием квадрупольного момента ядра с неоднородным внутриатомным электрич. полем. Вследствие сверхтонкого расщепления уровней в оптич. спектрах атомов и молекул вместо одной спектральной линии возникает группа очень близких линий - С. с. спектральных линий.

Если ядро атома или одно из атомных ядер молекулы имеет спин I, то каждый подуровень С. с. характеризуется полным моментом F = J + 7, где J - векторная сумма полного электронного момента и момента орбитального движения ядер. Квантовые числа F полного момента пробегают значения F = |J - I|, |J - I| + 1,..., J+I (J и I - квантовые числа полного механич. электронного и ядерного спинового моментов). При8024-72.jpg число подуровней равно 2I + 1, а при J < I оно равно 2J + 1. Энергия8024-73.jpg подуровня записывается в виде:
8024-74.jpg

где8024-75.jpg - энергия уровня в пренебрежении С. с.,8024-76.jpg - энергия магн. диполь-дипольного взаимодействия,8024-77.jpg - энергия электрич. квадрупольного взаимодействия.

В атомах и ионах осн. роль играет магн. взаимодействие, энергия к-рого
8024-78.jpg

константа А (Гц) определяется усреднением по состоянию с полным моментом F оператора магн. взаимодействия электронов с ядерным моментом Величина взаимодействия пропорц. ядерному8024-79.jpg магнетону8024-80.jpg ' , где8024-81.jpg - магнетон Бора, т - масса электрона и mр - масса протона. Расстояние между подуровнями С. с. в атоме примерно в 1000 раз меньше, чем расстояние между компонентами тонкой структуры. Характерные величины сверхтонкого расщепления8024-82.jpg для основного состояния атомов порядка одного или неск. ГГц. Сверхтонкое расщепление возбуждённых уровней энергии убывает пропорц. энергии связи возбуждённого электрона в степени 3/2 и быстро уменьшается с увеличением орбитального момента электрона. В случае водородрподобных атомов (Н, Не+ и т. д.)
8024-83.jpg

где8024-84.jpg - Ридберга постоянная,8024-85.jpg - тонкой структуры постоянная, Z - заряд ядра (в единицах заряда электрона), п и l - главное и орбитальное квантовые числа, gI - ядерный Ланде множитель .Электрич. квадрупольное взаимодействие существует при8024-86.jpg для несферич. ядер с8024-87.jpg. Оно даёт поправки к энергии подуровней атома
8024-88.jpg

Константа В определяется усреднением по состоянию с полным моментом F оператора квадрупольного взаимодействия
8024-89.jpg

где i, k = 1, 2, 3,8024-90.jpg - Кронекера символ .Обычно постоянная квадрупольного взаимодействия В на один-полтора порядка меньше константы А. Квадрупольное взаимодействие приводит к нарушению правила интервалов Ланде.

Для дипольных переходов между подуровнями С. с. разных уровней выполняются отбора правила:8024-91.jpg . Между подуровнями С. с. одного уровня разрешены магн. дипольные переходы с указанными выше правилами отбора, а также электрич.8024-92.jpg квадрупольные переходы с правилами отбора.

Почти у всех молекул в основном электронном состоянии суммарный механич. момент электронов равен нулю и магн. С. с. колебательно-вращат. уровней энергии гл. обр. связана с вращением молекулы. В случае двухатомных, линейных многоатомных молекул и молекул типа симметричного волчка (см. Молекула ),содержащих одно ядро со спином I на оси молекулы,
8024-93.jpg

где J и К - квантовые числа полного вращат. момента и его проекции на ось волчка соответственно. Магн. расщепления составляют 1-100 кГц. Если спином обладают неск. ядер молекулы, то вследствие магн. взаимодействии ядерных моментов возникают дополнит. расщепления порядка неск. кГц. Магнитная С. с. уровней энергии молекул, обладающих электронным моментом, того же порядка, что и для атомов.

Если молекула в еостоянии8024-94.jpg содержит на своей оси ядро с8024-95.jpg , гл. роль играет квадрупольное расщепление:
8024-96.jpg

где8024-97.jpg (Гц) - константа, характерная для уровня с данными К и J. Величины квадрупольных расщеплений составляют десятки и сотни МГц.

В растворах, стёклах и кристаллах С. с. могут, напр., иметь уровни энергии примесных ионов, свободных радикалов, электронов, локализованных на дефектах решётки.

С. с. изучается методами магн. резонанса, др. методами радиоспектроскопии .Для возбуждённых состояний используют методы двойного резонанса (оптический - радиочастотный, инфракрасный - радиочастотный резонансы), а также методы нелинейной лазерной спектроскопии.

Разл. изотопы хим. элементов обладают разл. значениями ядерного спина, а их линии испытывают изотопич. сдвиг. Поэтому часто происходит наложение спектров разных изотопов и С. с. спектральных линий дополнительно усложняется.

Литература по сверхтонкой структуре

  1. Таунс Ч., Шавлов А., Радиоспектроскопия, пер. с англ., М., 1959;
  2. Собельман И. И., Введение в теорию атомных спектров, [2 изд.], М., 1977;
  3. Armstrong L. jr., Theory of the hyperfine structure of free atoms, N. Y.- [a. o.], 1971;
  4. Pадциг А. А., Смирнов Б. М., Параметры атомов и атомных ионов. Справочник, 2 изд., М., 1986.

Е. А. Юков

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что "тёмная материя" - такая же фикция, как черная кошка в темной комнате. Это не физическая реальность, но фокус, подмена.
Реально идет речь о том, что релятивистские формулы не соответствуют астрономическим наблюдениям, давая на порядок и более меньшую массу и меньшую энергию. Отсюда сделан фокуснический вывод, что есть "темная материя" и "темная энергия", но не вывод, что релятивистские формулы не соответствуют реалиям. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 12.04.2021 - 19:17: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 19:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 19:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 18:22: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 18:22: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 18:21: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 18:16: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 18:14: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 18:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 12:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 12:22: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
12.04.2021 - 12:19: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution