zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Khoa học tự nhiên

Bài thuyết trình Các trạng thái của nguyên tử: Nguyên tử trong từ trường

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Báo xấu

68
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn tham khảo bài thuyết trình Các trạng thái của nguyên tử: Nguyên tử trong từ trường sau đây để nắm bắt được những nội dung về moment từ của nguyên tử, các trạng thái của nguyên tử – Liên kết L-S, nguyên tử trong từ trường ngoài.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Các trạng thái của nguyên tử: Nguyên tử trong từ trường

Sermina 7: Các trạng thái của nguyên tử Nguyên tử trong từ trường GVHH: GS,TS Lê Khắc Bình HVTH: Phạm Thanh Tâm
Nội 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)
1. 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.
1. Moment từ của nguyên tử Moment từ quỹ đạo và moment từ spin của electron  e  l   pl   p l  2 m pl  pl Momen quỹ đạo của e p l  e   s   ps   m l ps Momen spin của e  Lượng tử hóa về độ lớn pl   l (l  1) l  0,1,..., n 1 pl Lượng tử hóa về không gian plz  ml ml  l ,...,0,..., l  Lượng tử hóa về độ lớn ps   s ( s  1) s  1/ 2 ps Lượng tử hóa về không gian psz  ms ms  1 / 2,1 / 2 Trạng thái electron được mô tả bởi các số lượng tử n, l, ml và ms
1. Moment từ của nguyên tử Moment động lượng toàn phần của e    p j  pl  p s   Lượng tử hóa về độ lớn p j   j  j  1 j ls pj m j  j , j  1,....,  j Lượng tử hóa về không gian Pjz  m j  Moment từ toàn phần của e pj     j  l  s  pl Trạng thái electron được mô tả bởi các số lượng tử n, l, j và mj  ps
1. Moment từ của nguyên tử Moment qũy đạo tổng cộng   PL  L   pli i  Lượng tử hóa về độ lớn  PL   L( L  1) L  max  li ,...., min  li PL Lượng tử hóa về không gian PLz  mL mL  L, L  1,....,  L Moment spin tổng cộng    PS  S   psi i  Lượng tử hóa về độ lớn  PS   S ( S  1) S  max  si ,...., min  si PS Lượng tử hóa về không gian PSz  mS mS  S , S  1,....,  S
1. Moment từ của nguyên tử Moment từ qũy đạo tổng cộng của nguyên tử e  e  M L   L( L  1)    B L( L  1) ML   PL 2m 2m e M Lz    BmL B   5.788 105 eV T 2me Moment từ spin tổng cộng của nguyên tử e  e  M S   S(S  1)  2 B S(S  1) M  P m S S m M Sz  2 BmS Moment từ toàn phần của nguyên tử  e  M J   g B J ( J  1) MJ  g PJ 2m MJz  gBmJ J( J  1)  L ( L  1)  S( S  1) Thừa số Landé g 2J( J  1)
1. Moment từ của nguyên tử Liên kết j-j (Z>75)    p ji  p li  p si j ls   PJ   p ji J  max  ji ,......,min  ji Liên kết L-S (Russell-Saunders) Z
2. Các trạng thái của nguyên tử – Liên kết L-S Các trạng thái của nguyên tử: 2 S1 LJ 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 ) , . . . Ví dụ : Các ký hiệu 3P0 ,3P1 ,3P2 và biểu thị cho các trạng thái của nguyên tử có cùng L = 1 và S = 1 nhưng có J khác nhau ( J = 0 , 1 và 2 ). 3P012 Các nguyên tử có các lớp vỏ hoàn toàn đầy electron có mô-men tổng cộng bằng 0.
2. Các trạng thái của nguyên tử – Liên kết L-S VD: tìm sơ đồ trạng thái của 2 điện tử tương đương nd2 n1=n2; l1=l2=2; s1=s2=1/2 ml2\ ml1 - L  max  li ,...., min  li S  max  si ,....,min  si 1/2 1/2 1/2 1 0 l1=2, l2=2  L=0,1,2,3,4 s1=s2=1/2  S=0,1 -1/2 0 1 mL  L, L  1,....,  L   mli mS  S , S  1,....,  S   msi ml1  2,1,0, 1, 2 ms1  1 2, 1 2 ml 2  2,1,0, 1, 2 ms 2  1 2, 1 2 ml2\ ml1 2 1 0 -1 -2 J  L  S , L  S  1,....., L  S 2 4 3 2 1 0 S\ L 0 1 2 3 4 1 3 2 1 0 -1 0 0 1 2 3 4 0 2 1 0 -1 -2 1 1 012 123 234 345 -1 1 0 -1 -2 -3 n1d,n2d: có 10 số hạng và 18 mức -2 0 -1 -2 -3 -4 1S , 1P , 1D , 1F , 1G , 3S , 3P 3 3 3 0 1 2 3 4 1 012, D123, F234, G345
2. 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: n1=n2; l1=l2=2 + L = 0, 2, 4 thì ml1 = ml2  ms1≠ ms2  S = 0 Ký hiệu của các trạng thái này như sau : * L = 4 , S = 0 và J = L + S = 4 : 1G4 ( singlet ) * L = 2 , S = 0 và J = L + S = 2 : 1D 2 ( singlet ) * L = 0 , S = 0 và J = L + S = 0 : 1S ( singlet ) 0 + L = 1, 3 thì ml1 ≠ ml2  ms1= ms2  S = 1 Ký hiệu của các trạng thái này như sau : L = 3,S =1 J = (L+ S) , (L+ S) -1, | L-S | = 4 , 3 , 2 . Bội 3 : 3F234 L = 1,S =1 J = (L+ S), (L+ S) -1, | L - S | = 2 , 1 , 0 . Bội 3 : 3P012 Có 5 số hạng với 9 mức
3. Nguyên tử trong từ trường ngoài Hamiltonian toàn phần của ntử trong từ H  H 0  VB trường   VB : thế nhiễu loạn do từ trường ngoài VB    J .B Z µJ : moment từ toàn phần  e  µl : moment từ qũy đạo l   PL    2m  J  l   s  e  µs : moment từ spin s   P S m e    VB  2m   P L  2 P S .B Z Áp dụng lý thuyết hàm phân bố đối với Hamiltonian toàn phần của ntử ta được độ suy biến các mức năng lượng trong từ trường
3. Nguyên tử trong từ trường ngoài Hiệu ứng Zeeman thường  Xuất hiện khi nguyên tử có spin bằng 0 z, B e    VB  2m   P L  2 P S .B z H  H 0  VB   PL khi đó PS  0 e   VB  P L .B z 2m Khi đó chỉ còn moment quỹ đạo chuyển động tiến động quanh từ trường B E  nlmL H nlmL  En  EmL e  e EmL  P Lz Bext  mL Bext   B mL Bz 2m 2m E  En   B mL Bz mL  L, L  1,.....,  L
3. Nguyên tử trong từ trường ngoài E  En   B mL Bext mL  L, L  1,.....,  L VD: L = 1, S = 0 và J = L + S = 1 : 1P 1 mL L 1 1 Quy tắc chọn lọc cho mL: 0 1 mL = 0, ±1. L0 0   
3. 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 e    VB  2m  PL  2 PS .B z  H  H 0  VB Enlm j j  nlml H nlml  Enl  Em j e    Em j  PL  2 PS .B z 2m Phải chiếu lên trục PJ, sau đó PJ mới chiếu lên trục của từ trg   e  PJ  PJ  Em j  | P L | cos 1   2 | PS | cos 2  .B z 2m | PJ | | PJ |     PL  PJ | PL || PJ | cos1    PJ | PS || PJ | cos 2 PS  
3. Nguyên tử trong từ trường ngoài     PL  PJ PS  PJ  B  Em j  2 2 2 PJ .B z | PJ | | PJ |    1 2 2 PL  PJ  ( PJ  PS2  PL2 )  [ J ( J  1)  S ( S  1)  L( L  1)] 2 2   1 2 2 PL  PJ  ( PJ  PS2  PL2 )  [ J ( J  1)  S ( S  1)  L( L  1)] 2 2 2 2 PJ  J ( J  1) 2 E z Bz  gJ BBzmJ J (J 1)  S(S 1)  L(L 1) gJ 1 2J (J 1) mJ  J , J 1,.., J Quy tắc chọn lọc cho mL: mJ = 0, ±1.
3. 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. e     VB  2m   PL  2 PS .B z H  H 0  VB z, B Enml ms  nlml ms H nlml ms  En  EmLmS e     E m j  PL  2 PS .B z   B Bz (mL  2mS ) PL 2m  Quy tắc lựa chọn: mL  0, 1 PS mS  0
3. 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
3. Nguyên tử trong từ trường ngoài mL  0, 1 mS  0     
The end

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh

81 tài liệu

1643 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.