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物理学

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假如原子处于的外磁场B大于该原子的内磁场,那么,原子的L•S耦合将解脱,总轨道角动量L和总自旋角动量S将分别独立地绕B旋进. (1)写出此时原子总磁矩μ的表达式; (2)写出原子在此磁场B中的取向能ΔE的表达式; (3)如置于B磁场中的原子是钠,试计算其第一激发态和基态的能级分裂,绘出分裂后的能级图,并标出选择定则(Δms=0,Δml=0,±1)所允许的跃迁.

正确答案: (1)在强磁场中,忽略自旋一轨道相互作用,这时原子的总磁矩是轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和,即有:

(2)此时,体系的势能仅由总磁矩与外磁场之间的相互作用来确定,于是有:


它们之间可发生6条跃迁,由于较高的各个能级之间的间距相等,只产生三个能值(-1,0,1)μBB,因此只能观察到三条谱线,其中一条与不加磁场时相重合。这时,反常塞曼效应被帕邢—巴克效应所取代。
答案解析:
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