原子核的自旋

關(guān)于原子核的自旋第1頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§1.2原子核的自旋（角動(dòng)量）1.原子核外電子的狀態(tài)量子數(shù)主量子數(shù)能量量子化角動(dòng)量量子數(shù)角動(dòng)量量子化磁量子數(shù)空間量子化自旋量子數(shù)自旋運(yùn)動(dòng)量子化第2頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.原子核的自旋（角動(dòng)量）由各個(gè)核子的軌道角動(dòng)量和自旋共同確定，核自旋是核內(nèi)所有核子的軌道角動(dòng)量和自旋的矢量和。一般有兩種耦合方式：第3頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月I

為原子核的自旋量子數(shù)，它為整數(shù)或半整數(shù)。原子核的自旋（角動(dòng)量）

自旋在z

軸的投影為：磁量子數(shù)，2I＋1個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的兩條規(guī)律：

1)、偶A

核的自旋為整數(shù)；2)、奇A

核的自旋為半整數(shù)；其中偶偶核基態(tài)自旋為0；第4頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

所以研究原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)是研究原子核性質(zhì)的重要工具。

3.原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)核的自旋與電子的總角動(dòng)量的相互作用而形成。研究原子光譜的初級(jí)階段，只把原子核看成有一定質(zhì)量的點(diǎn)電荷Ze，得到原子光譜的粗結(jié)構(gòu)考慮了電子的自旋作用后，得到原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)；考慮到原子核的自旋、磁矩的貢獻(xiàn)時(shí)，得到原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)。第5頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：早期發(fā)現(xiàn)的鈉D線(xiàn)(波長(zhǎng)D=589.3nm)是從3P到3S的躍遷時(shí)發(fā)出的譜線(xiàn)。(D光就是鈉黃光)后發(fā)現(xiàn)，鈉D線(xiàn)由兩條譜線(xiàn)構(gòu)成(1=589.6nm，2=589.0nm)，波長(zhǎng)相差0.6nm。得到原子光譜的粗結(jié)構(gòu)得到原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)；粗結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)第6頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月這種分裂約為D1、D2線(xiàn)之間距離0.6nm的1/300。后來(lái)發(fā)現(xiàn)：D1線(xiàn)由兩條線(xiàn)組成，相距0.0023nm；

D2線(xiàn)由兩條線(xiàn)組成，相距0.0021nm。得到原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)。粗結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)超精細(xì)結(jié)構(gòu)可以利用超精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)量核自旋。第8頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第9頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*討論內(nèi)容：4.原子核自旋的測(cè)量所以，只要測(cè)出能級(jí)數(shù)目，可求I值；如果能級(jí)不能分裂，則I=0。（適用條件：當(dāng)核自旋小時(shí)）第10頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月超精細(xì)相互作用能量分裂表達(dá)式常數(shù)A是能級(jí)分裂大小的量度.第11頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月適用條件：當(dāng)能級(jí)分裂不止兩個(gè)。舉例：見(jiàn)書(shū)P11.第12頁(yè)，課件共14頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)利用超精細(xì)結(jié)構(gòu)譜線(xiàn)的相對(duì)強(qiáng)度設(shè)R1和R2分別是譜線(xiàn)結(jié)論：以上三種方法是通過(guò)測(cè)量原子光譜來(lái)定核的自旋，當(dāng)然還有其他方法。對(duì)一個(gè)F值，有2F+1個(gè)MF值，它們具有相同的能量分裂，超精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜線(xiàn)的相對(duì)強(qiáng)度滿(mǎn)足相加規(guī)則，即，不同F(xiàn)值的光強(qiáng)之比由統(tǒng)計(jì)權(quán)重（MF的個(gè)數(shù)）決定，也就是由