Cтраница 4
Объяснение такого расщепления энергетических уровней на дублетные уровни было дано в 1925 г. Дж. Гаудсмитом ( родился в 1902 г.); эти исследователи установили, что подобное расщепление можно количественно объяснить, если принять допущение, что электрон вращается вокруг собственной оси. Поскольку электрон заряжен отрицательно, его вращение вокруг оси приводит к возникновению магнитного момента; иными словами, электрон подобен по своему характеру небольшому магниту, имеющему северный и южный полюса. Согласно квантовой теории, такой элементарный магнитик ( спин электрона) должен ориентироваться в магнитном поле только в одном из двух направлений - либо параллельно полю, либо антипараллельно ( в противоположном направлении) полю. При движении электрона вокруг ядра орбита электрона сама по себе обладает свойствами электрического контура и создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем спина электрона, в результате чего энергия системы изменяется. Ориентациям спина электрона в двух различных направлениях соответствуют, следовательно, два энергетических уровня, весьма близких между собой. [46]
Другая причина, которая вызывает уширение линий, заключается в том, что орбиталь неспаренного электрона охватывает большое число магнитных ядер, но при этом не перекрывается с волновыми функциями других неспаренных электронов. Например, электрон, захваченный кристаллом фторида, может быть достаточно локализованным. Однако хвост его волновой функции может охватить несколько близлежащих элементарных ячеек. Подобное расщепление обычно не удается разрешить, но оно приводит к уширению линий. Принято называть такую линию уширенной негомогенно, хотя процесс, конечно, в данном случае не является релаксационным. [47]