ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Вычисление магнитных моментов ядер по сверхтонкому расщеплению уровней из "Оптические спектры атомов " По наблюденным значениям расщепления термов можно вычислить величину Однако для атома со сколько-нибудь сложной электронной оболочкой эти вычисления могут оказаться весьма трудными. [c.541] Здесь //(0) — напряженность магнитного поля, вызванного электронной оболочкой в том месте, где находится ядро. Для того чтобы по эмпирическому значению расщепления ov найти надо знать величину Я(0). Точное значение ее может быть вычислено лишь для атома водорода и сходных с нйм ионов. Для атомных систем с более сложной электронной оболочкой/У (0) можно рассчитать, пользуясь соответствующими приближенными методами квантовой механики или, более грубо, на основании модельных полукласси-ческих представлений. [c.542] Для экспериментального обнаружения расщепления необходимо исследовать линии лаймановской серии водорода, лежащие в далеком ультрафиолете, прибором высокой разрешающей силы и при условии, что ширина линий достаточно мала. Практически это пока недостижимо, поэтому сверхтонкое расщепление уровней водорода остается не исследованным спектроскопическими методами. В дальнейшем ( 97), мы увидим, что в последнее время удалось измерить сверхтонкое расщепление основного уровня водорода и дейтерия радиочастотным методом. [c.543] Для более сложных атомных систем трудности расчета сверхтонкого расш,епления термов значительно возрастают. Однако во многих случаях теория упрощается, так как приходится принимать во внимание лишь те электроны, которые не входят в состав замкнутых оболочек. Значительных величин достигает //(0), а вместе с ним и расщепление термов, когда среди валентных электронов имеются непарные s-электроны. [c.544] Здесь ф(0) — нормированная собственная функция в месте, где находится ядро. Значение этой функции может быть вычислено одним из приближенных методов квантовой механики — Томаса — Ферми или Хартри — Фока при этом нужно предположить, что момент ядра равен нулю. [c.544] Формула (10) позволяет по экспериментальному значению величины найти g (/). Если, кроме того, известен момент ядра /, то по формуле (46) находится отношение магнитного момента ядра к ядерному магнетону В табл. 113 приведены экспериментальные значения расщеплений 8v термов для ряда атомов и ионов. Там же даны поправки, входящие в формулу (10), и значения вычисленные по наблюдаемому оптически сверхтонкому расщеплению термов и измеренные достаточно надежным радиочастотным методом ( 96). [c.545] Расщепление остальных термов может быть приближенно вычислена также по формуле (8). Так как в ее знаменателе стоит п , то, следовательно, величина расщепления значительна лишь для глубоких термов. У щелочных металлов и сходных с ними ионов, где лишь орбиты s являются сильно проникающими, расщепления имеют наибольшие значения для термов для всех остальных термов они малы. [c.546] Как видно, одиночный терм не расщепляется, а триплетный расщепляется причем терм с J=l— 1 дает обратное расположение подуровней по сравнению с их положением для термов с и J = L Расщепление три-плетных термов при ядерном моменте I приведено на рис. 308. Таким образом, по расщеплению термов легко определить а по нему так же, как в случае одного валентного электрона. [c.546] Одиночный терм iSq не расщепляется. [c.547] Если принимать во внимание лишь роль s-электрона, то вторые члены в каждой из этих формул выпадут. [c.547] Такое большое расхождение не может быть объяснено неточностями в расчетах поправки на принцип относительности изменяют это отношение с только до Vs оно остается во много раз меньше экспериментального. Поправка на конечные размеры ядра даже для тяжелых элементов не может превышать 15—20%. Эти результаты интересны тем. что указывают на неприменимость простых расчетов в ряде случаев и при сравнительно простых электронных конфигурациях. [c.548] Ферми и Сегре показали, что такая аномалия происходит из-за взаимных возмущений различных электронных конфигураций. Из теории возмущений следует, что взаимодействуют только те термы, которые характеризуются одинаковыми результирующими моментами и являются оба либо четными, либо нечетными. [c.549] Резюмируя содержание настоящего параграфа, можно сказать, что далеко не для всех термов удается по расщеплению вычислить магнитный момент ядра. Следует выбирать термы, которые свободны от возмущений, не входят в состав слишком узких мультиплетов и соответствуют возможно более простым электронным конфигурациям. Поэтому для атомов, начиная со второго и в последующих столбцах таблицы Менделеева, лучше пользоваться термами их ионов, сходных с щелочными металлами. Тем не менее даже в наиболее благоприятных случаях значения магнитного момента ядра данного атома, вычисленные по расщеплению различных термов, различаются друг от друга на несколько (а иногда и на десяток) процентов. В случае атомов со сложной электронной оболочкой определить со значительной точностью по данным оптической спектроскопии магнитный момент ядра, вообще говоря, не представляется возможным. Значительно точнее можно определить отношение магнитных моментов двух изотопов, сравнивая расщепления аналогичных термов. [c.550] Для многих атомов точные значения магнитных моментов их ядер, как уже отмечалось, удается получить методами радиоспектроскопии 96). [c.550] Вернуться к основной статье