中国科学技术大学：《原子物理学》课程教学资源（课件讲稿）第四章 外场中的原子

S=0 BJ A,=-VL(L+1)4B n=4,=,=-8有 u=-miMB Bi=一g1九 西，=-81n LBJ △E=-i·B=-4EB=m4BB 8,=81=1 Energy m 2 1=2 0 正常塞曼效应 +1

1 0            J l B l B l l B l J J g g g L g J g J S                  E B B m B m L L Jz l B Jz l B J B                       ( 1)  B  B 正常塞曼效应

8y=1+ J(J+1)+S(S+1)-L(L+1) S≠0 2J(J+1) 42 46 68 2 33 55 7’7 ns2SIR np2P1.3 nd2D32.s2 nf2Fsn. 4d95s22D32 4d95s22D52 反常塞曼效应 1-1=(m,8-m8)X 入20 =△mJ82+m,.（(82-81) Ag原子

7 6 5 ns2S1/2 np2P1/2,3/2 nd2D3/2,5/2 nf 2F5/2,7/2 7 6 5 5 6 4 4d95s22D3/2 4d95s22D5/2 7 6 5 ns2S1/2 np2P1/2,3/2 nd2D3/2,5/2 nf 2F5/2,7/2 7 6 5 5 6 4 4d95s22D3/2 4d95s22D5/2 2 ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) 1         J J J J S S L L gJ 2 32, 34 56, 54 78, 76 L ( ) ( ) 1 1 2 2 1 2 1 0 1 2 1 m g m g g m g m g J J J J          L Ag原子 反常塞曼效应 S  0

格罗春图 2D32 -3/2 -1/2 1/2 3/2 2P32 -3/2-1/2 1/2 3/2 1-=(m,82-m8）求 元入0 =△my82+m,(82-81)X

格罗春图 -3/2 -1/2 1/2 3/2 -3/2 -1/2 1/2 3/2 σ  σ  π z 2P3/2 2D3/2 -3/2 -1/2 1/2 3/2 -3/2 -1/2 1/2 3/2 σ  σ  π z 2P3/2 2D3/2 L ( ) ( ) 1 1 2 2 1 2 1 0 1 2 1 m g m g g m g m g J J J J          L

小知识：超精细结构的塞曼分裂 外磁场的强度远小于原子核感受到的电子磁矩产生的磁场强度时 (对应于弱磁场情况) U=mEgFMgB me 氢原子： F=1 0 △F=0,△m5=±1 -1 12S1n △F=±1，△ms=0,±1 F=0 (a)

小知识：超精细结构的塞曼分裂 外磁场的强度远小于原子核感受到的电子磁矩产生的磁场强度时 （对应于弱磁场情况） U mg B  FFB  F 1 F  0 m F 1 0 -1 1 0, 1 F m    F 1, 0, 1 F m     F (a) 1 2 S1/2 F 1 F  0 m F 1 0 -1 1 0, 1 F m    F 1, 0, 1 F m     F (a) 1 2 S1/2 氢原子：

小知识：超精细结构的塞曼分裂 外磁场的强度远小于原子核感受到的电子磁矩产生的磁场强度时 (对应于弱磁场情况) U=mrgrMgB mE 4 3 铯-133原子： 2 F=4 1 -1 234 62S1n F=3 321 0123 (b)

小知识：超精细结构的塞曼分裂 外磁场的强度远小于原子核感受到的电子磁矩产生的磁场强度时 （对应于弱磁场情况） 铯-133原子： F  4 F  3 m F 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 3 2 1 0 -1 -2 -3 (b) 6 2 S1/2 F  4 F  3 m F 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 3 2 1 0 -1 -2 -3 (b) 6 2 S1/2 U  m F g F  B B