Мы видим, что возникла естественная единица измерения магнитного момента, называемая магнетоном Бора:
,
где заряд электрона
.
Ввиду сферической симметрии
его СЗ
вырождены с кратностью
, равной числу возможных значений проекции момента на ось
. Включение магнитного поля нарушает сферическую симметрию системы и приводит к снятию вырождения по квантовому числу
: уровни энергии
расщепляют-
ся на
подуровней.
Замечание. Для чисто кулоновского потенциала в атоме водорода (
)
имеется (случайное) вырождение уровней энергии по
, которое объясняется
дополнительной, кроме сферической, симметрией этого потенциала (см. ниже п. 10).
Итак, теория Шрёдингера предсказывает, что в магнитном поле уровни энергии атома должны расщепляться на нечетное число подуровней, образующих мультиплет. Эксперимент частично подтверждает это предсказание (эффект Зеемана: P. Zeeman, 1896). Расщепление имеет более сложную структуру: оно зависит от типа атома и различно для разных мультиплетов одного и того же атома. В частности, наблюдаются как нечетные, так и четные мультиплеты, как если бы
было полуцелым.
Более того, обнаруживается тонкая структура уровней даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Рассмотрим, например, уровень валентного электрона в щелочном атоме натрия, отвечающий
(так называемый
-терм). По теории Шрёдингера имеем вырождение уровня энергии кратности 3.
Эксперимент же показывает, что этот уровень расщеплен на два близких подуровня ( при
!).
Машиностроительное черчение, инженерная графика, начертательная геометрия. Выполнение контрольной |