L12 - Spin In meccanica classica

Presentazione sul tema: "L12 - Spin In meccanica classica"— Transcript della presentazione:

1 L12 - Spin In meccanica classica
Momento angolare orbitale (moto del c.m.) Momento angolare di spin (moto attorno al c.m.) Esempio: moti della Terra (rivoluzione, rotazione) Valido anche in meccanica quantistica, anche se in generale lo spin non e’ associato a rotazione

2 Esperienza di Stern e Gerlach
L'esperimento mostra due possibili valori della componente del momento di dipolo magnetico dell'elettrone lungo l'asse z, uno positivo e uno negativo. Cio’ indica che l'elettrone e’ dotato di un momento di dipolo magnetico la cui componente lungo l'asse z e’ quantizzata. In analogia con quanto noto in fisica classica e con quanto visto per il momento angolare orbitale dell'atomo d'idrogeno viene naturale pensare che tale momento di dipolo sia associato ad un momento angolare intrinseco dell'elettrone.

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4 Ordine di grandezza dei momenti angolari

5 Composizione dei momenti angolari

6 Interazione spin-orbita

7 Interazione spin-orbita - II

8 Due particelle Se V non dipende dal tempo

9 Particelle distinguibili?

10 Spin e funzione d’onda

11 Principio di esclusione di Pauli
Spin intero => segno + (bosoni); spin semintero => segno – (fermioni)

12 La tavola periodica degli elementi
Via via che si aggiungono elettroni per formare elementi piu’ pesanti, essi vanno a occupare gli stati di energia minima compatibilmente con il principio di Pauli

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14 Elio

15 Li Be

16 Dal boro al neo (da Z=5 a Z=10)

17 Dal sodio all’argo (da Z=11 a Z=18)

18 Elementi con Z > 18

19 Spettri ottici e spettri X

20 Spettri ottici

21 I raggi X (fotoni con E ~ keV) possono venir prodotti bombardando un bersaglio con elettroni di alta energia. spettro continuo che dipende solo dalle energie degli elettroni proiettile, e spettro a righe caratteristico del bersaglio. Lo spettro a righe risulta dall'eccitazione degli elettroni negli strati interni degli atomi del bersaglio, seguito da successiva diseccitazione con emissione di fotoni. L'energia necessaria per eccitare un elettrone di uno strato interno -per esempio un e nello stato n = 1 (shell K) e’ >> di quella per un elettrone dello stato esterno Il principio di esclusione impedisce agli elettroni di saltare in stati gia’ occupati. L'energia per eccitare un elettrone in stati liberi e’ tipicamente ~ keV. Se l'elettrone e’ espulso dalla shell K, si crea una vacanza; questa puo’ essere occupata da un elettrone dello strato L, a n=2, o di uno strato ad energia ancora maggiore. I fotoni emessi di conseguenza formano lo spettro a righe. L'insieme (molto stretto in energia) delle righe emesse nella transizione dalla shell a L alla shell K e’ detto Ka La linea Kb viene dalle transizioni da n = 3 a n = 1. Analogamente, una seconda serie di righe, la serie L, e’ prodotta da transizioni da stati di piu’ alta energia verso la shell L, e cosi’ via Le frequenze dei raggi X possono essere calcolate in buona approssimazione utilizzando il modello di Bohr. Spettri X