原子核的自旋

關于原子核的自旋§1.2原子核的自旋（角動量）1.原子核外電子的狀態(tài)量子數(shù)主量子數(shù)能量量子化角動量量子數(shù)角動量量子化磁量子數(shù)空間量子化自旋量子數(shù)自旋運動量子化第2頁,共14頁，2024年2月25日，星期天2.原子核的自旋（角動量）由各個核子的軌道角動量和自旋共同確定，核自旋是核內所有核子的軌道角動量和自旋的矢量和。一般有兩種耦合方式：第3頁,共14頁，2024年2月25日，星期天I

為原子核的自旋量子數(shù)，它為整數(shù)或半整數(shù)。原子核的自旋（角動量）

自旋在z

軸的投影為：磁量子數(shù)，2I＋1個實驗得到的兩條規(guī)律：

1)、偶A

核的自旋為整數(shù)；2)、奇A

核的自旋為半整數(shù)；其中偶偶核基態(tài)自旋為0；第4頁,共14頁，2024年2月25日，星期天

所以研究原子光譜的超精細結構是研究原子核性質的重要工具。

3.原子光譜的超精細結構核的自旋與電子的總角動量的相互作用而形成。研究原子光譜的初級階段，只把原子核看成有一定質量的點電荷Ze，得到原子光譜的粗結構考慮了電子的自旋作用后，得到原子光譜的精細結構；考慮到原子核的自旋、磁矩的貢獻時，得到原子光譜的超精細結構。第5頁,共14頁，2024年2月25日，星期天例：早期發(fā)現(xiàn)的鈉D線(波長

D=589.3nm)是從3P到3S的躍遷時發(fā)出的譜線。(D光就是鈉黃光)后發(fā)現(xiàn)，鈉D線由兩條譜線構成(

1=589.6nm，

2=589.0nm)，波長相差0.6nm。得到原子光譜的粗結構得到原子光譜的精細結構；粗結構精細結構第6頁,共14頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共14頁，2024年2月25日，星期天這種分裂約為D1、D2線之間距離0.6nm的1/300。后來發(fā)現(xiàn)：D1線由兩條線組成，相距0.0023nm；

D2線由兩條線組成，相距0.0021nm。得到原子光譜的超精細結構。粗結構精細結構超精細結構可以利用超精細結構測量核自旋。第8頁,共14頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共14頁，2024年2月25日，星期天*討論內容：4.原子核自旋的測量所以，只要測出能級數(shù)目，可求I值；如果能級不能分裂，則I=0。（適用條件：當核自旋小時）第10頁,共14頁，2024年2月25日，星期天超精細相互作用能量分裂表達式常數(shù)A是能級分裂大小的量度.第11頁,共14頁，2024年2月25日，星期天適用條件：當能級分裂不止兩個。舉例：見書P11.第12頁,共14頁，2024年2月25日，星期天3)利用超精細結構譜線的相對強度設R1和R2分別是譜線結論：以上三種方法是通過測量原子光譜來定核的自旋，當然還有其他方法。對一個F值，有2F+1個MF值，它們具有相同的能量分裂，超精細結構光譜線的相對強度滿足相加規(guī)則，即，不同F(xiàn)值的光強之比由統(tǒng)計權重（MF的個數(shù)）決定，也就是由2F+1之比決定。舉例：見書P1