原子物理磁场中的原子
*
张延惠 原子物理
*
第一页,共42页
如:塞曼(P·Zeeman)和洛伦兹(H·A·Lorentz)(1902,塞曼效应与电子论);施特恩(O·Stern)(1943,施特恩—盖拉赫实验);拉比(I·I·Rabi)(1944,核磁共振方法);布洛赫(F·Bloch)和珀塞尔(E·M·Purcell)(1952,磁共振能谱学);兰姆(W·E·Lamb)和库什(P·Kusch)(1955,兰姆移位和电子磁矩);卡斯特勒(A·Kastler)(1966,双共振方法);拉姆赛(N·F·Ramsey)(1989,铯原子钟)。
第二页,共42页
§ 原子的磁矩
单个价电子原子的磁矩
原子内部闭壳层的总轨道角动量和总自旋角动量均为零,对原子磁矩没有贡献,只须考虑外层价电子。电子作轨道运动时伴有轨道磁矩
第三页,共42页
原子磁矩μJ与角动量J的矢量图
第四页,共42页
叫做朗德因子或g因子(劈裂因子)
得到
第五页,共42页
第六页,共42页
多电子原子的磁矩
第七页,共42页
§ 外磁场对原子的作用
拉莫尔(Larmor)进动
我们用经典物理的方法,分析原子的微观磁矩μJ在外磁场B中的运动。这种外磁场的作用总是力图使μJ与B方向一致,因为这种取向时势能最小。但是在原子中,磁矩μJ与角动量J相联系,这样,在它们自己轨道上运动的电子(其角动量设为J)受到力矩N的作用:
由于μJ与J方向相反,因此dJ垂直于B、J所构成的平面,如图,这将引起J绕B的转动(进动)称为拉莫尔进动。
第八页,共42页
第九页,共42页
对比理解:例子
第十页,共42页
原子物理磁场中的原子 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.