Các trạng thái của nguyên tử Nguyên tử trong từ trườngGVHH: GS,TS Lê Khắc Bình HVTH: Phạm Thanh Tâm Sermina 7:... Moment từ của nguyên tửTiến động hay tuế sai, là hiện tư
Trang 1Các trạng thái của nguyên tử Nguyên tử trong từ trường
GVHH: GS,TS Lê Khắc Bình
HVTH: Phạm Thanh Tâm
Sermina 7:
Trang 2• Học liệu mở tiếng Việt:
http://mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html
Trang 3Nội dung trình bày
• Moment từ của nguyên tử
• Các trạng thái của nguyên tử – Liên kết L-S
• Nguyên tử trong từ trường ngoài
+ Hiệu ứng Zeeman thường + Hiệu ứng Zeeman dị thường (Weak field) + Hiệu ứng Paschen-Back (Strong field)
Trang 41 Moment từ của nguyên tử
Tiến động hay tuế sai, là hiện tượng trong đó trục của vật thể quay (ví
dụ một phần của con quay hồi chuyển) "lắc lư" khi mô men lực tác động lên nó
Trong hiện tượng này, khi một vật thể xoay tròn, trục của nó nghiêng và quay theo vòng tròn ngược hướng với hướng quay của vật thể Nếu như vận tốc góc và mô men lực tác động lên vật thể quay là các hằng số thì trục sẽ tạo ra một hình nón Trên chuyển động này, vận tốc góc luôn vuông góc với mô men lực.
Trang 51 Moment từ của nguyên tử
Moment từ quỹ đạo và moment từ spin của electron
p Lượng tử hóa về độ lớn
Lượng tử hóa về không gian Lượng tử hóa về độ lớn
Lượng tử hóa về không gian
1, ,
1,0)
m m
plz l l , , 0 , ,
2/1)
Trang 61 Moment từ của nguyên tử
Moment động lượng toàn phần của e
Trang 71 Moment từ của nguyên tử
Trang 81 Moment từ của nguyên tử
Moment từ qũy đạo tổng cộng của nguyên tử
Moment từ spin tổng cộng của nguyên tử
)1
Thừa số Landé
Moment từ tồn phần của nguyên tử
B
e
e
eV T m
Trang 91 Moment từ của nguyên tử
) 1 (
Trang 102 Các trạng thái của nguyên tử – Liên kết L-S
Các trạng thái của nguyên tử:
2 1 S
J
L
L được hiểu là đại diện cho các chữ cái
S ( khi L = 0 ), P ( khi L = 1 ), D( khi L = 2 ), F ( khi L = 3 ) ,
nguyên tử có cùng L = 1 và S = 1 nhưng có J khác nhau ( J = 0 ,
1 và 2 ) 3P012Các nguyên tử có các lớp vỏ hoàn toàn đầy electron có mô-men tổng cộng bằng 0
Trang 11VD: tìm sơ đồ trạng thái của 2 điện tử tương đương nd2
s1=s2=1/2 S=0,1
1 2,1,0, 1, 2
l m
2 2,1,0, 1, 2
l m
m l2 \ m l1 1/2 -1/2 1/2 1 0 -1/2 0 1
1 1 2, 1 2
s m
s m
Trang 122 Các trạng thái của nguyên tử – Liên kết L-S
Áp dụng nguyên lý loại trừ Pauli
Vì 2 điện tử là tương đương nên: n 1 =n 2 ; l 1 =l 2 =2
Trang 133 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Hamiltonian toàn phần của ntử trong từ
VB : thế nhiễu loạn do từ trường ngoài VB J BZ
µJ : moment từ toàn phần
e P m
Trang 143 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Hiệu ứng Zeeman thường
Trang 153 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Trang 163 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Hiệu ứng Zeeman dị thường trong từ trường yếu
Trong từ trường yếu, liên kết (L-S) được bảo toàn, tức moment toàn phần MJ không thay đổi
2 2
Trang 173 Nguyên tử trong từ trường ngoài
2 ( 1)
J
J J S S L L g
Trang 183 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Hiệu ứng Zeeman dị thường trong từ trường mạnh Hiệu ứng Paschen-Back
Từ tường mạnh sẽ làm đứt các liên kết L-S nên các moment tổng cộng PL và PS sẽ chuyển động tiến động quanh từ trường, tương ứng với sự tương tác của các moment từ với từ trường
Trang 193 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Do vậy: trong thực nghiệm hiệu ứng xảy ra như sau:
+ khi không áp từ trường, các mức năng lượng bị tách thành các mức En Do đó, năng lượng kích thích phải E ≥ En –
En-1 thì mới xảy ra hiện tượng hấp thu
+ khi áp điện trường, các mức năng lượng bị tách thành nhiều mức En ± ∆E Do đó, có rất nhiều các trạng thái dịch
chuyển diễn ra nếu năng lượng kích thích lớn hơn hoặc bằng độ rộng giữa các mức
Trang 203 Nguyên tử trong từ trường ngoài
Trang 21The end