Cтраница 2
Разности энергий четырех спиновых состояний - это и есть то, что мы хотим рассчитать в этой главе. Сверхтонкое расщепление вызывается взаимодействием магнитных моментов электрона и протона; оно приводит для каждого спинового состояния к слегка отличающимся магнитным энергиям. [16]
Из (42.2) видно, что при / об 0 потенциальная энергия достигает минимума при параллельных спинах. Эта энергия обусловлена взаимодействием магнитного момента электрона с магнитным полем и выражается формулой вида (41.1), в которой, однако, под индукцией В понимается индукция Воб обменного поля. [17]
Усложнения начинаются при учете взаимодействия магнитного момента электрона, связанного с его спином, с магнитным полем, созданным его же орбитальным движением. С учетом спин-орбитального взаимодействия два направления спина - вдоль орбитального магнитного поля и противоположное ему - становятся неравноправными, соответствующие им состояния различаются на величину порядка энергии спин-орбитального взаимодействия. [18]
Для завершения картины тонкой структуры в отсутствие внешних полей мы рассмотрим эффект спина электрона. Его влияние в одноэлектронных спектрах обязано взаимодействию магнитного момента электрона с эффективным магнитным полем, возникающим благодаря его движению вокруг ядра. В данном случае, как и во всех исследованиях, связанных со спином электрона, мы должны выбрать в гамильтониане член, который описывает это взаимодействие таким образом, чтобы получить согласие с экспериментом. [19]
Радиоспектроскопия - - что совокупность методов исследования состава, строения и реакционной способности веществ, которые основаны на явлениях резонансного поглощения или испускания энергии радиочастотного электромагнитного поля. В магнитной радиоспектроскопии регистрируют поглощение магнитной компоненты поля, обусловленное переходами между уровнями энергии, которые возникают при взаимодействии магнитных моментов электронов или ядер с внешним постоянным магнитным полем. [20]
Предварительно отметим, что уравнение (II.2), являясь вполне точным в рамках нерелятивистской квантовой механики, оказывается приближенным с точки зрения релятивистской теории. Это проявляется в отсутствии зависимости гамильтониана (II.3) от спиновых координат электронов и означает, что мы пренебрегаем рядом физических эффектов, в частности спин-орбитальным взаимодействием, обусловленным взаимодействием магнитного момента электрона с магнитным полем, возникающим при его движении. [21]
Однако ядро атома водорода и многих других атомных ядер обладает магнитным моментом. Взаимодействие магнитных моментов электрона и ядра приводит к расщеплению вырожденных ( по проекции полного момента атома) энергетических уровней атома. [22]
Большую роль в квантовой химии играет спин электрона. С учетом спина ( независимо от электронного движения) одноэлектронная функция ( I. I и га прибавляется спиновое ms / 2 - Усложнения начинаются при учете взаимодействия магнитного момента электрона, связанного с его спином, с магнитным полем, созданным его же орбитальным движением. [23]
В 1953 г. Оверхаузер [69] предложил новый метод получения поляризованных ядер в металлах ( эффект Оверхаузера), при этом поляризация ядер достигается без применения сверхнизких температур. Образец находится под одновременным воздействием постоянного и переменного полей такой частоты, при которой имеет место резонанс спинов электронов проводимости. При насыщении электронного парамагнитного резонансного поглощения интенсивность сигнала ядерного резонанса резко увеличивается, что объясняется взаимодействием магнитных моментов электрона и ядра. [24]
Поэтому расщепление между син-глетными и триплетными уровнями имеет тот же порядок, что само расстояние между уровнями. Во-первых, энергия связи в результате ориентировки спинов электронов весьма значительна и имеет порядок энергии электрического взаимодействия зарядов электронов, а не порядок энергии взаимодействия магнитных моментов электронов, как это могло бы показаться с первого взгляда. Энергия взаимодействия магнитных моментов электронов мала по сравнению с обменной энергией взаимодействия электронов, связанной с ориентировкой спинов. Второй вывод касается возможности применения теории возмущений для расчета обменной и кулоновской энергий взаимодействия электронов. [25]
Поэтому расщепление между син-глетными и триплетными уровнями имеет тот же порядок, что само расстояние между уровнями. Во-первых, энергия связи в результате ориентировки спинов электронов весьма значительна и имеет порядок энергии электрического взаимодействия зарядов электронов, а не порядок энергии взаимодействия магнитных моментов электронов, как это могло бы показаться с первого взгляда. Энергия взаимодействия магнитных моментов электронов мала по сравнению с обменной энергией взаимодействия электронов, связанной с ориентировкой спинов. Второй вывод касается возможности применения теории возмущений для расчета обменной и кулоновской энергий взаимодействия электронов. [26]
Идея этого метода очень проста. Рассеяние электронов на ядрах определяется двумя взаимодействиями: электрическим и магнитным. Первое ( взаимодействие заряда электрона с зарядом ядра) азимутально симметрично. Второе ( взаимодействие магнитного момента электрона с магнитным полем движущегося заряда) имеет разный знак, для левого и правого рассеяний. [27]
Этим достигается наилучшее возможное в настоящее время приближение. Дело в том, что уже для двух электронов не существует точного релятивистского уравнения того же типа, что и уравнение Дирака для одного электрона. Таким уравнением является уравнение Брейта. Брейта содержит еще ряд других, в частности, взаимодействие спина одного электрона с орбитальным движением другого; взаимодействие магнитных моментов электронов, эффект запаздывания электромагнитного взаимодействия электронных зарядов. [28]