Основные положения векторной модели атома. Природа возникновения тонкой структуры атомных термов. Схемы сложения моментов

Сущ-т векторная модель, кот. на качественном уровне рассматривает систему энергетических уровней атома. С экспериментальными данными можно воссоздать энергетический спектр:

Собственные значения операторов моментов колич-ва движений (М l) интерпретируется векторами с длиной = собственному значению. Т.е. магнитное взаим-ие в а представляется как сложение механических моментов. В результате получается полный механический момент, кот. харак-ет энергетич-ое состояние атома.

Например, есть 2 е; вектора М l1, М s1; M l2, M s2.

Для их сложения

1) LS- схема сложится в: М l1 +M l2 = М l; М s1+ M s2 =M s;

М l+ M s= M j - полный момент атома

Т.е. М l=∑ М l (сумма по i); М s=∑ М s (сумма по i); M j =М l+ M s

M l= h*√ l(l+1); М s=h* √ s(s+1)( √ - корень ); M j=h* √ j(j+1)

2) JJ схема сложится:

М l1 ≠М s1= M j1; M l2 + M s2= M j2; M j1+ M j2 +… = M j

J=/L+S/+/L+S-1/+…/L-S/.

J=2S+1 – степень расщепления уровня.

Выбор схем сложения моментов определяется соотношением энергетических взаимодействий м/у магнитными моментами: собственное орбитальное взаимодействие (вектор М l) со спин. спиновым взаимодействием.

Если спин. сп. взаимод-ие > сп. орбитального —> LS-схема.

Если сп. сп. взаим-ие < сп. орбит. —> JJ схема

LS-схема описывает сложение атомов и електронов, у кот. во внешней электронной оболочке находится до 5 е.

Линии спектра водорода имеют тонкую структуру:

Т.е. каждая из линий состоит из нескольких очень близко расположенных (расстояние сотых долей ангстрема для линий, кот. расположены в видимой части спектра.)

Теорема Зоммерфельда: объясняет число и расположение частей тонкой структуры. Но в ней есть противоречия при рассмотрении влияния на структуру линий внеш. магнит. поля. Поправку на это внес Лирак. Он принял некоторую энергию Е для стационарных (основных) состояний атома.