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物理学专业
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超精细相互作用
2016-01-15 14:32   审核人:

*第八章 超精细相互作用

原子核并非质点,有一定的大小,它的电荷有一个分布(电四极矩),它还有自旋角动量 和磁矩 。这些性质都将对电子的运动产生影响,从而使电子光谱进一步分裂,其分裂程度比精细结构还要小,称之为超精细相互作用。

超精细相互作用引起原子能级变化的数量级

 

相互作用

能级变化数量级

波数:

能量:

频率:

粗结构(中心库仑势)

30000

4

精细结构

1—10000

超精细结构

—1

上表中,能级分裂大小用三种等效的单位表示。从表可知,超精细相互作用引起的能级分裂比精细结构还要小三个数量级。但随着谱仪技术的发展(目前最高分辨率已达 以上),超精细结构已逐渐被认识且成为一门独立的学科。

实验中最早观察到光谱超精细结构的是迈克尔逊(1891-)等人,理论上的解释首先由泡利给出(1924),他早于电子自旋假设就假定原子核有自旋角动量及磁矩并依此说明光谱线的超精细结构。

从对称性出发,电磁多极性( )只存在奇、偶电超精细相互作用。即: 为电单极相互作用,即相当于视原子核为一定大小的对称性球体; 为磁偶极; 为电四极; 为磁八极; 为电十六极……

原子核的磁矩处在原子电子的磁场中产生磁偶极相互作用,核电四极矩处在电子产生的电场梯度下产生电四极相互作用。它们两者相关不多,而 的高极相互作用,理论上预言要小 倍,在实验中至今未观察到 的情况。故一般只讨论

 

 

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