ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение ядерных моментов неоптическими методами. Метод радиочастотный из "Оптические спектры атомов " Изложение неоптических методов определения ядерных моментов не входит в задачу настоящей книги. Тем не менее ввиду весьма большого значения, которое приобрели за последние годы эти методы [Ho-ii3j кратко остановимся на одном из них. А именно, мы коснемся радиочастотного метода в том виде, в каком он применяется к атомам, движущимся в атомном или молекулярном пучке. Других радиочастотных методов (метод парамагнитного резонанса и т. д.) рассматривать не будем. [c.566] В область радиочастот попадает также излучение, происходящее при переходах между сверхтонкими энергетическими уровнями атомов или между подуровнями возникающими в магнитном поле (зеемановские подуровни). Так, переходу, между двумя сверхтонкими подуровнями основного состояния водорода (Н1) 1 соответствует электромагнитное излучение с частотой v= 1420,4 M.ZU,, Х=21 см. Оно наблюдается астрономами в виде интенсивного излучения межзвездного пространства. [c.566] Наличие момента ядра / ведет к изменению полного магнитного момента всей атомной системы. Практически в тех сильных полях, которыми обычно пользуются при опытах Штерна—Герлаха, связь между магнитным моментом ядра [А/ и моментом электронной оболочки jxj разорвана, так что создаются условия, соответствующие предельному случаю эффекта Пашена — Бака. Каждая компонента пучка должна расщепляться еще на 2/- -1 компонент. [c.567] Первоначально метод Штерна и Герлаха не был достаточно точен, чтобы обнаружить роль магнитных моментов ядер. Однако Раби и Коэну удалось затем настолько повысить его чувствительность, что они обнаружили ожидаемое добавочное расщепление каждого пучка на 2/1 компонент. [c.567] Впоследствии был разработан метод, получивший название нулевого основанный на том, что при переходе от слабого к сильному полю отдельные подуровни могут пересекаться и поэтому регистрируемая приемником интенсивность пучка дает при возрастании поля максимумы. Таким образом, по отклонению атомных пучков в неоднородном магнитном поле оказалось возможным определить значение ядерных моментов / и величину расщепления нормального терма — последнюю в некоторых случаях с точностью, превышающей спектроскопическую. Это обусловлено тем, что флуктуации тепловых скоростей в меньшей степени влияют на резкость атомных пучков, чем на резкость спектральных линий, так как с увеличением температуры возрастает скорость частиц v и, следовательно, уменьшается время их пролета в поле i ]. [c.567] Однако чего-либо принципиально нового указанные опыты с атомными пучками не дают магнитный момент атомных ядер снова может быть рассчитан лишь по расщеплению термов. Поэтому особый интерес представляет то дальнейшее развитие метода атомных и молекулярных пучков, которое позволило измерить величину jji- . [c.567] Наиболее успешным оказался метод, предложенный Раби и основанный на неадиабатическом изменении ориентации магнитного момента частицы под влиянием переменного электромагнитного поля с частотой, попадающей в область радиочастот. Ввиду важности этого радиочастотного метода остановимся на нем несколько подробнее. [c.568] На использовании соотношения (2) и построен радиочастотный метод Раби и его сотрудников Метод позволяет непосредственно, без каких-либо теоретических расчетов, определять магнитный момент ядер. [c.569] Прежде чем перейти к описанию экспериментального метода измерения частоты V, покажем, что само явление переориентировки атомов во внешнем магнитном поле можно объяснить не только с квантовой, но и с- классической точки зрения дело идет об относительно медленных колебаниях, для которых применимы представления классической физики. [c.569] Магнитное поле, изменение которого со временем вызывает вращение магнитного вектора Н с определенной частотой v, связано по теории Максвелла с электрическим вектором Е, также вращающимся с частотой v. Таким образом, для того чтобы вызвать переориентацию магнитного момента jty, атомы надо подвергать действию поляризованной по кругу электромагнитной волны. Практически можно воспользоваться плоско-поляризованной волной, так как прямолинейные колебания можно разложить на два круговых, вращающихся в противоположных направлениях. Круговое колебание, направление вращения которого совпадает с направлением вращения вектора jiy, поведет к переориентациям. Круговое колебание, происходящее в противоположном направлении, переориентации не вызовет. [c.570] Описанный метод пригоден для атомов, нормальное состояние которых характеризуется значением 7=0, т. е. является состоянием К числу их принадлежат атомы второго столбца периодической системы Менделеева. Однако для большинства из них не удается создать чувствительных приемников. Чаще всего используются приемники с поверхностной ионизацией. Устройство таких приемников основано на том, что атомы ряда элементов, попадая на раскаленный вольфрам, испытывают поверхностную ионизацию, т. е. покидают его в виде положительных ионов. Ионы ускоряются небольшим добавочным полем и, попадая на электрод, дают ток, измеряемый обычным способом. Эти приемники пригодны для регистрации пучков из атомов s, Rb, К, Ва, а при применении оксидированного вольфрама — пучков из атомов Li, Na, Ga и In. Из всех этих атомов только барий имеет нормальное состояние Sg. Однако дело облегчается тем, что приемники с поверхностной ионизацией пригодны также для регистрации пучков из молекул, содержащих один из щелочных металлов. Радиочастотный же метод Раби может быть применен и для молекул. [c.572] Вернуться к основной статье