ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение ядерных моментов неоптическими методами. Метод радиочастотный из "Оптические спектры атомов" Изложение неоптических методов определения ядерных моментов не входит в задачу настоящей книги. Тем не менее ввиду весьма большого значения, которое приобрели за последние годы эти методы [По-пз кратко остановимся на одном из них. А именно, мы коснемся радиочастотного метода в том виде, в каком он применяется к атомам, движущимся в атомном или молекулярном пучке. Других радиочастотных методов (метод парамагнитного резонанса и т. д.) рассматривать не будем. [c.566] Следовательно, в опыте Штерна и Герлаха атомный пучок расщепляется на 27-)-1 равноотстоящих друг от друга пучков и воспроизводит зеемановское расщепление отдельного терма. Поскольку в атомном пучке практически присутству[от лишь невозбужденные атомы, данный опыт позволяет определить расщепление лишь нормального терма. [c.567] Наличие момента ядра / ведет к изменению полного магнитного момента всей атомной системы. Практически в тех сильных полях, которыми обычно пользуются при опытах Штерна—Герлаха, связь между магнитным моментом ядра [А/ и моментом электронной оболочки разорвана, так что создаются условия, соответствующие предельному случаю эффекта Пашена — Бака. Каждая компонента пучка должна расщепляться еще на 2/-(- 1 компонент. [c.567] Первоначально метод Штерна и Гер-паха не был достаточно точен, чтобы обнаружить роль магнитных моментов ядер. Однако Раби и Коэну удалось затем настолько повысить, его чувствительность, что они обнаружили ож.чдаемое добавочное расщепление каждого пучка на 2/-)-1 компонент. [c.567] Впоследствии был разработан метод, получивший название нулевого основанный на том, что при переходе от слабого к сильному полю отдельные подуровни могут пересекаться и поэтому регистрируемая приемником интенсивность пучка дает при возрастании поля максимумы. Таким образом, по отклонению атомных пучков в неоднородном магнитном поле оказалось возможным определить значение ядерных моментов / и величину расщепления нормального терма — последнюю в некоторых случаях с точностью, превышающей спектроскопическую. Это обусловлено тем, что флуктуации тепловых скоростей в меньшей степени влияют на резкость атомных пучков, чем на резкость спектральных линий, так как с увеличением температуры возрастает скорость частиц V и, следовательно, уменьшается время их пролета в поле . [c.567] Успех опытов Штерна вызван тем, что, во-первых, магнитный момент электронной оболочки молекулы водорода в нормальном состоянии Е равен нулю, а, во-вторых, тем, что момент, связанный с вращением молекулы, доступен непосредственному измерению по отклонению пучка молекул параводорода. Вообще же говоря, магнитный момент ядра много меньше магнитного момента электронной оболочки и проявляется лишь в небольших поправочных членах, определяющих магнитное ращепление уровней ( 92). Магнитный момент ядра можно наиболее непосредственно обнаружить на расщеплении терма, для которого J = 0 (например, терма Sg). Полный магнитный момент атома в состоянии с У=0 совпадает с магнитным моментом ядра и, следовательно, по величине магнитного расщепления уровня с J=0 можно непосредственно найти множитель Ланде g I). Однако наблюдение обычного эффекта Зеемана на таких уровнях требует применения очень сильных магнитных полей до сих пор оно остается экспериментально не исследованным. [c.568] Наиболее успешным оказался метод, предложенный Раби и основанный на неадиабатическом изменении ориентации магнитного момента частицы под влиянием переменного электромагнитного поля с частотой, попадающей в область радиочастот. Ввиду важности этого радиочастотного метода остановимся на нем несколько подробнее. [c.568] В соответствии с правилами отбора и поляризации при ДЖу = 1 поглощаемое излучение поляризовано по кругу в плоскости, перпендикулярной к Hg. Легко подсчитать, что при //яаЮОО э частота v получается порядка 10 — 10 гц, т. е. попадает в область радиочастот. [c.569] Метод позволяет непосредственно, без каких-либо теоретических расчетов, определять магнитный момент ядер. [c.569] Прежде чем перейти к описанию экспериментального метода измерения частоты V, покажем, что само явление переориентировки атомов во внешнем магнитном поле можно объяснить не только с квантовой, но и с классической точки зрения дело идет об относительно медленных колебаниях, для которых применимы представления классической физики. [c.569] Магнитное поле, изменение которого со временем вызывает вращение магнитного вектора Н с определенной частотой v, связано по теории Максвелла с электрическим вектором Е, также вращающимся с частотой v. Таким образом, для того чтобы вызвать переориентацию магнитного момента Л/, атомы надо подвергать действию поляризованной по кругу электромагнитной волны. Практически можно воспользоваться плоско-поляризованной волной, так как прямолинейные колебания можно разложить на два круговых, вращающихся в противоположных направлениях. Круговое колебание, направление вращения которого совпадает с направлением вращения вектора , поведет к переориентациям. Круговое колебание, происходящее в противоположном направлении, переориентации не вызовет. [c.570] Описанный метод пригоден для атомов, нормальное состояние которых характеризуется значением J=0, т. е. является состоянием Sq. К числу их принадлежат атомы второго столбца периодической системы Менделеева. Однако для большинства из них не удается создать чувствительных приемников. Чаще всего используются приемники с поверхностной ионизацией. Устройство таких приемников основано на том, что атомы ряда элементов, попадая на раскаленный вольфрам, испытывают поверхностную ионизацию, т. е. покидают его в виде положительных ионов. Ионы ускоряются небольшим добавочным полем и, попадая на электрод, дают ток, измеряемый обычным способом. Эти приемники пригодны для регистрации пучков из атомов s, Rb, К, Ва, а при применении оксидированного вольфрама — пучков из атомов Li, Na, Ga и In. Из всех этих атомов только барий имеет нормальное состояние Sq. Однако дело облегчается тем, что приемники с поверхностной ионизацией пригодны также для регистрации пучков из молекул, содержащих один из щелочных металлов. Радиочастотный же метод Раби может быть применен и для молекул. [c.572] Вернуться к основной статье