Proprietà magnetiche dell'atomo
Intensità di corrente (spira): Momento magnetico (classico):
Momento magnetico (quantistico): Magnetone di Bohr: gl (giromagnetic factor)=1
l=0,1,2,3……. ml=0, ±1, ±2, …±l
Stern-Gerlach Experiment Ag atoms (L=0) H field off H field on
Interazione spin-orbita
L’elettrone nel suo moto orbitale genera un campo magnetico: Questo campo magnetico interagisce con il momento magnetico ms generato dal moto di spin:
Quantisticamente:
Accoppiamento di momenti angolari J=l+s, l+s-1, l+s-2,…│l-s│
Calcolo al I ordine perturbativo: a = 2.9 cm-1 (atomo di idrogeno)
Interazione spin-orbita ● l’interazione dipende dalla quarta potenza del numero atomico ● l’interazione è nulla per stati con l=0 o s=0 ● l’interazione diminuisce all’aumentare del livello elettronico
Classificazione degli stati atomici Momento angolare orbitale totale Molteplicità di spin Momento angolare totale Momento di spin totale
Molteplicità di spin: 2S+1
n=1 l=0 s=½ j=½: n=2 l=1 s=½: n=2 l=2 s=½:
a/24 -a/12 Hamiltoniano elettrostatico Interazione spin-orbita
Struttura fine dell'atomo di idrogeno Regole di selezione n = qualunque l = ±1 s = 0 j = 0, ±1 j =+1 j =+1 j =+2 j = 0 j = 0
n = ∞ E = 0 j j j 4s 4p 4d 3s 3p 3d 2s 2p s = sharp p = peaked d = diffuse f = fundamental 1s
Na
Effetto Zeeman
Magnetic field on: Δmj=0, ±1 3/2 ½ -½ -3/2 ½ -½ ½ -½ Magnetic field on: Δmj=0, ±1