Пашена Балка
- 1 year ago
- 0
- 0
Эффект Пашена — Бака состоит в том, что в сильных магнитных полях сложное зеемановское расщепление переходит в простое. Открыт Фридрихом Пашеном и Эрнстом Баком в 1912 году .
Эффект Пашена — Бака наступает, когда напряжённость магнитного поля Н превышает величину, при которой расщепление уровней энергии (где — магнетон Бора ) становится больше, чем расщепление тонкой структуры . При этом магнитное поле разрушает связь между орбитальным ( ) и спиновым ( ) моментами. Когда , эффекты Пашена — Бака и Зеемана эквивалентны.
В условиях нарушения спин-орбитального взаимодействия внешним магнитным полем справедливо предположение . Это позволяет легко оценить средние ожидаемые значения и в состоянии . Энергии выражаются как
Несмотря на то, что LS-взаимодействие нарушено внешним магнитным полем, квантовые числа и , соответствующие проекциям магнитного и спинового моментов на магнитную ось, остаются "хорошими" квантовыми числами. Вместе с правилами отбора для электрических дипольных переходов, т.е. , это позволяет вообще игнорировать спиновую степень свободы. В результате в спектре остаются видимыми только три спектральные линии, отвечающие дипольному правилу отбора . Расщепление не зависит от рассматриваемых электронных энергий и конфигураций. В общем случае (когда ), эти три компоненты на самом деле представляют собой группы линий вследствие остаточного спин-орбитального взаимодействия.
В общем случае необходимо, помимо спин-орбитального взаимодействия, ещё учесть релятивистские поправки, которые имеют тот же порядок величины ( тонкое расщепление ). Теория возмущений первого порядка с этими поправками для атома водорода в пределе Пашена — Бака даёт
где α — постоянная тонкой структуры , n — главное квантовое число , а l — орбитальное квантовое число .