Спиновый момент количества движения

Электрон является элементарной частицей, имеющей отрицательный электрический заряд е = 1,602-10-1 Кл, массу покоя = = 9,11-10-31 кг максимальный размер электрона около 10-1 м. Электрон обладает спиновым моментом количества движения. Электроны испускаются из тел вследствие явления термоэлектронной эмиссии и при радиоактивных превращениях. Плотность тока термоэлектронной эмиссии катодов зависит от температуры согласно закону Ричардсона- Дэшмана [c.102]

Исключение составляют два оператора - полный орбитальный момент количества движения Ь и полный спиновой момент количества движения 8. Они симметричны, коммутируют между собой, с оператором Но и поэтому могут быть использованы для классификации базисных состояний конфигурации. Особое значение такой классификации связано с тем, что операторы Ь и 8 коммутируют не только с оператором Но, но и с оператором кулоновского взаимодействия электронов. Любой базис конфигурации, в котором операторы и 8 оказываются диагональными, носит название схемы А5-связи, здесь конфигурация представляет собой прямую сумму Г/, 5-подпространств совместных собственных функций операторов и 8 . Схема 15ч вязи - это такой базис конфигурации, который получается объединением базисов, представляющих подпространства Г/,5. На базис / 5 никаких ограничений не наклады- [c.130]

Ядерная спиновая статсумма связана с ядерным спиновым моментом количества движения. Ее величина определяется ядерным спиновым вырождением. Для одного ядра со спином I [c.110]

Кроме этого, релятивистским эффектом является и так называемое спин-орбитальное расщепление состояний, которое для наиболее тяжелых элементов составляет несколько эВ. Оно заключается в том, что становится невозможным разделить орбитальный и спиновой моменты количества движения электрона. В результате, например, нельзя, строго говоря, выделить некоторую в-подоболочку, на которой могут размещаться электроны с различным спином. Необходимо рассматривать другие виды АО. [c.86]

При поглощении энергии электромагнитного излучения в УФ-участке спектра электрон может переходить с занятой на свободную молекулярную орбиталь. Из рис, 8 видно, что молекула обладает некоторым набором квантовых энергетических уровней. Каждое электронное состояние молекулы характеризуется значением полного орбитального и спинового моментов количества движения. [c.16]

Спиновое квантовое число s, принимающее только два значения + /2 или — /2 определяет проекцию спинового момента количества движения на выделенное направление. [c.48]

Существуют экспериментальные доказательства того, что частицы обладают собственным механическим моментом (если частица заряжена, то с ненулевым механическим моментом связан и ненулевой собственный магнитный момент). Величина собственного (спинового) момента количества движения равна Ув (в + 1)Й, где спин з — целое (включая нуль) или полуцелое положительное число, определяемое природой частицы. Для большинства элементарных частиц (электроны, протоны, нейтроны и др.) 5 = 1/2 для фотона 5=1 для я - и К-мезонов 8 = 0. Проекция собственного момента количества движения частицы на фиксированную ось г определяется как т Й, где /и, — одно из значений в ряду —5, —5 + 1..... — 1,8. Если з = 1, то возможные значения есть —1 О 1 если 5 = 1/2, то т, может принимать два значения —1/2 и 1/2. Внутреннее состояние частицы данного типа может отличаться по значению переменной Таким образом, полное квантовомеханическое состояние частицы определится заданием волновой функции гр ( с, у, г) и спинового числа т,. Для частицы, движущейся в потенциальном ящике, требуется задать квантовые числа Пх, пу, и спиновую переменную т, — всего четыре переменных. Возможны 28 + 1) состояний с заданной функцией гр (л , у, г), отличающихся по ориентации спина (переменной т ). [c.157]

Атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами. Это свойство используют в технике магнитной резонансной спектроскопии наложение магнитного поля на ядра и электроны приводит к расщеплению квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней (расщепление Зеемана). Относительно направления приложенного магнитного поля магнитный момент ориентируется в определенных направлениях, отличающихся по магнитной энергии. Наряду с магнитным моментом, ядра и электроны имеют спиновый момент количества движения. Компонент момента количества движения вдоль направления приложенного магнитного поля является целым или полуцелым числом, кратным основной единице момента количества движения Ь (константа Планка, деленная на 2ц). Ядро (или система электронов) со спином / (или 5) могут иметь только 2/ -Ь 1 различных ориентаций в постоянном магнитном поле и, следовательно, 2/ +1 состояний с различной магнитной энергией. Переходы магнитного момента между этими состояниями, сопровождающиеся резонансным поглощением магнитной энергии, происходят под действием излучения соответствующей частоты и поляризации. Наблюдая интенсивности и частоты резонансного поглощения в исследуемом материале, можно установить детали окружения ядер и электронов. Так как большинство веществ, представляющих интерес в гетерогенном катализе, является твердыми телами, в последующем изложении будет обращено особое внимание на магнитный резонанс в твердых телах. [c.9]

Большинство ядер обладает моментом количества движения, максимальная составляюш,ая которого вдоль определенной оси является, согласно принципам квантовой механики, целым или полуцелым кратным основной единице момента количества движения Ь (константа Планка, деленная на 2тг). Это целое или полуцелое число и есть ядерный спин /. Так как атомные ядра построены из заряженных частиц, то имеется магнитный момент ц, обусловленный частицами с неравным нулю спиновым моментом количества движения. Как момент количества движения, так и магнитный момент являются векторами, и можно показать в общем виде [43], что они линейно связаны скалярной величиной, называемой гиромагнитным отношением у, записываемым в форме [c.13]

В совокупности таких свободных радикалов в отсутствие внешнего поля магнитные моменты вращающихся электронов ориентированы хаотично и все электроны находятся в состоянии с равной энергией. Когда накладывается магнитное поле, магнитные моменты стремятся ориентироваться относительно поля. Б соответствии с квантовой теорией они принимают одну из двух ориентаций, причем промежуточные направления невозможны, так как разрешенный спиновый момент количества движения вдоль магнитного поля ограничен по квантовым законам двумя дискретными величинами 12 Ь,12п) и —1/2(/г/2л). Соответственно составляющая магнитного момента в направлении поля должна быть ограничена двумя значениями, которые можно обозначить -Ьм- и Оказывается (см. далее), что л приблизительно равно магнетону Бора. Энергия ориентации в ноле напряженностью Н для двух разрешенных ориентаций будет по классической электромагнитной теории равна —(х/7 и Следовательно, электроны делятся на две группы, энергии которых различаются на 2[хЯ (рис. 42). В нижнем энергетическом состоянии находится несколько больше электронов, чем в верхнем, поскольку электроны различными путями обмениваются энергией с окружающей средой и таким образом поддерживают равновесное энергетическое распределение. По закону Максвелла — Больцмана отношение числа [c.200]

СПИНОВЫЙ МОМЕНТ КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ [c.60]

Мы постулируем, что спиновый момент количества движения электрона S не зависит от орбитального момента количества движения L. Собственные значения Z компоненты спина равны rtr /g поэтому S всегда имеет собственное значение 1/2 (Va + 1) Если мы записываем собственное значение в виде [c.61]

Можно показать (Дирак, 72), что из формы гамильтониана (5.50) следует, что электрон имеет спиновый момент количества движения 8 и магнитный [c.128]

Когда атом с одновалентным электроном помещен в магнитное поле, его уровни энергии расщепляются на несколько компонент, давая характерную картину Зеемана. Энергия взаимодействия, которая вызывает эти смещения, состоит из двух частей — одна, возникающая благодаря спину электрона, и другая, возникающая в результате орбитального движения. Согласно гипотезе спина (раздел 5 гл. III), электрон имеет компоненту магнитного момента, равную rjz в направлении, в котором компонента спинового момента количества движения равна у "h. Так как энергия частицы с магнитным моментом М в поле [c.148]

Если мы определим операторы 5 ,, 8у, 8 как операторы составляющих полного спинового момента количества движения системы я-электронов [c.413]

Кроме того, в этом случае очень просто получается известная формула Дирака 1), относящаяся к векторной спиновой модели. Согласно (Д,11), оператор квадрата спинового момента количества движения двух электронов напишется в виде [c.416]

Уравнения самосогласованного поля с обменом могут быть получены и несколько иначе — путем введения спиновых переменных в одноэлектронные волновые функции 1). При этом уравнение для собственных функций оператора спинового момента количества движения удовлетворяется не тождественно, а лишь при надлежащем выборе одноэлектронных функций. [c.419]

Спиновое квантовое число. Кроме орбитального момента количества движения, электрон обладает собственным моментом количества движения в результате вращения вокруг собственной оси. Это движение носит название спина . Как и всякому другому движению, ему соответствует момент количества движения. Спин электрона грубо можно представить как его вращение вокруг собственной оси по часовой стрелке или против нее. Спиновый момент количества движения электрона квантуется и может принимать два значения, которые обозначают +1/2 и —1/2 или просто + и —. Спиновое квантовое число s является четвертым квантовым числом. [c.57]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) заключается в резонансном поглощении энергии атомными ядрами, которые помещены в сильное магнитное поле и подвергаются воздействию радиочастот [292—295]. Если ядро, имеющее спиновое квантовое число I (и, следовательно, спиновый момент количества движения 11ь/2п = 1%), поместить в постоянное магнитное поле, то будут [c.118]

Метод ЯМР можно применять для исследования лишь тех ядер, которые имеют конечный магнитный момент и спиновый момент количества движения в эту категорию входят ядра более ста стабильных или долгоживущих изотопов. Однако такие широко распространенные ядра, как и [c.118]

Принципы электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), известного также под названием электронного спинового резонанса, во многих отношениях подобны принципам ЯМР. Главные отличия обусловлены тем, что магнитные моменты электронов более чем в тысячу раз превышают магнитные моменты ядер и что электроны благодаря быстрому движению обычно имеют вклады в их магнитный момент от орбитального момента количества движения, а также от спинового момента количества движения [293]. Резонанс возможен при следующем условии [c.120]

В дополненпе к орбитальной тонкой структуре, которую можно объяснить с помощью квантового числа /, экспериментально показано, что спектры щелочных металлов имеют дублетную структуру. Оказалось, что спектральные линии, которые когда-то считались единичными линиями, в действительности являются двумя очень близко расположенными друг к другу линиями. Объяснить это с помощью модели Бора — Зоммерфельда было невозможно. В 1925 г. Уленбек и Гаудсмит объяснили это явление тем, что электрон в дополнение к орбитальному движению имеет момент количества движения, обусловленный вращением его вокруг собственной оси, и этому вращению соответствует магнитный момент. Это приводит к новому квантовому числу, называемому спиновым квантовым числом т . Величина спинового момента количества движения равна 1/2 в единицах /г/2л. Положительные и отрицательные значения спина обусловлены его направлением. Например, если спин электрона направлен по часовой стрелке, то он взаимодействует с орбитальным магнитным моментом электрона и дает энергию, отличающуюся от энергии электрона, [c.68]

В 1928 г. был найден квантовомеханический ответ на вопрос об электронном спине. Волновое уравнение в виде, предложенном Шредингером, было нерелятивистским. Желая привести волновую механику в соответствие с теорией относительности, Дирак вывел волновое уравнение, которое естественно привело к спиновому моменту количества движения электрона. По теории Дирака, электрон имеет такой же момент количества движения и магнитный момент, как и вращающийся электрон по Уленбеку и Гауд-смиту. Однако, как и в случае с тремя другими квантовыми числами, квантовомеханические свойства электронного спина являются результатом последовательных математических расчетов и не приводят к проблемам, возникающим из физической картины электрона, вращающегося вокруг собственной оси. [c.69]

I = Ь 8 (где Ь — орбитальный момент количества движения, 5 — спиновый момент количества движения ядра). Так как орбитальный момент количества движения всегда равен целому числу величин /г/2л , то число элементарных частиц, присутствующих в ядре, должно определить, будет ли ядерный спин I целым числом или целым числом половин /г/2л. Экспериментально было найдено, что ядра с нечетным массовым числом имеют спины, равные нечетному числу нолоЕин велпч1п1ы /г/2я, т. е. / = тогда как ядра с четным массовым числом имеют спины, равные либо нулю, либо целому числу величин к/2п, т. е. I = О, 1, 2,. .. Однако уже рассмотрение изотопа показывает несоответствие с протон-электронной моделью. Согласно последней, ядро изотопа должно содержать 14 протонов и 7 электронов—всего 21 частицу, что принодит к нечетному, полуцелому спину. Опытным же п тем найдено, что спин N равен 1. [c.392]

Токи, связанные с орбитальным движением электрона и с его спином, взаимодействуют друг с другом. Каждый из этих токов создает магнитное поле, которое воздействует на другой ток. Взаимодействие магнитных полей, создаваемых токами, обусловливает зависимость орбитального и спинового моментов количества движения совокупности электронов, его называют спин-орбитальным взаимодействием или спин-орвитальнай связью. Энергия спин-ор-битального взаимодействия много меньше разности энергетических уровней электронов, но, несмотря на это, она оказывает существенное влияние на стационарные состояния атома. Это влияние приводит к снятию вырождения состояний с одним и тем же квантовым числом орбитального движения. Подобное снятие вырождения служит основьюй причиной появления тонкой структуры атомных спектров (см. разд. 3.9) в отсутствие внешних полей. Строгое рассмотрение спин-орбитального взаимодействия возможно при решении релятивистского уравнения Дирака. Однако полуклассический подход позволяет выявить наиболее важные детали этого эффекта. [c.77]

Полный орбитальный и спиновый моменты количества движения в атоме не независимы друг от друга, так как каждый из них сопряжен с собственным магнитным моментом. Взаимодействие магнитных полей, создаваемых этими моментами, называется спин-орбитальным взаимодействием. Оно обусловливает ряд тонких эффектов, связанных с дополнительным расщеплением атомных термов, и позволяет объяснить тонкую структуру атомных спектров, в частности дублетную структуру спектров щелочных металлов. Строгое рассмотрение спин-орбитального взаимодействия возможно при решении релятивистского уравнения Дирака. Однако полуклассический подход позволяет выявить наиболее важные детали этого эффекта. [c.70]

Особенность квантовых частиц состоит в том, что им присуще собственное внутреннее движение, представляемое как вращение частицы вокруг собственной оси. Связанный с этим вращением собственный момент количества движения называют спином частицы. Величина момента равна [s(s-(-1)] / Й, где S — спиновое число, определяемое природой частицы и имеющее целое или полуцелое значение. Так, для электрона, протона и нейтрона s = /2, для фотона s= 1. Ориентация спинового момента количества движения квантована и задается значением спинового магнитного числа tUs, которое может принимать значения —s, —s+1.. ... s (всего 2s + 1 возможных значений) для электрона, например, это два значения — /2 и /г- Величина nish определяет проекцию момента на произвольную ось в пространстве. [c.79]

Для постоянной связи орбитального и спинового моментов количества движения Л в ХШгСостоянии 00 в работах [2186, 2189, 3586, 3587] были получены значения от —139,1 до —140,0 см . Наиболее точное значение Л = —139,6 + 0,2 см было найдено Ишаком [2189] в результате анализа структуры полосы 1—1, полученной на приборе с дисперсией [c.216]

В соответствии со старой квантовой теорией полный спиновый момент количества движения частицы в единицах hjln был целым или иолуцелым числом и для электрона составлял S = 42- Компонента спинового момента количества движения вдоль ноля для электрона должна быть + /2 в тех же единицах. Следовательно, направление магнитного момента должно быть параллельно или антипараллельно полю, т. е. под углом О или 180° к нему , а другие углы невозможны. Однако, согласно квантовой механике, суммарный момент количества движения свободного электрона равен не S, а /S (S 1) или ]/ /2. И в этом случае возможны только две ориентации, однако теперь они таковы, что компонента спинового момента количества движения вдоль направления поля равна 1/2. Таким образом, можно представить, что магнитные моменты находятся под углом 0 к полю, где os 0=i/2/V /2 = l/V 5 [c.200]

Производные двухвалентного углерода, известные под названием карбенов, илиметиленов, привлекли в последние годы внимание как химиков, так и теоретиков. Эти вещества являются важными промежуточными соединениями во многих органических реакциях, а простейшие члены этого ряда, по-видимому, представляют случаи, особенно интересные для развития методов квантово-механического расчета аЪ initio в применении к структурным проблемам. Наиболее интересные структурные проблемы связаны с тем, что в случае карбенов должны существовать два сравнительно низколежащих электронных состояния. Возможные случаи иллюстрируются примером метилена, простейшего члена ряда. Поскольку атом углерода имеет для образования связей четыре орбиты с низкой энергией, очевидно, что НгС представляет собой электронодефицитную молекулу. При этом две орбиты используются четырьмя электронами С — Н-связей, а две другие могут занимать два несвязывающих электрона. Если бы обе эти орбиты были эквивалентными, то, согласно правилу Гунда, электроны занимали бы разные орбиты с параллельными спинами. С другой стороны, если бы эти две имеющиеся в распоряжении орбиты были невырожденными, то оба электрона занимали бы, вероятно, более низкую орбиту и, следовательно, имели бы спаренные спины. Молекула с неснаренными спинами обладала бы отличным от нуля суммарным электронным спиновым моментом количества движения (таким образом, ее состояние было бы триплетным. Молекула же со спаренными спинами была бы синглетной. Эти соотношения представлены на схеме 1. [c.267]

В последние годы стало возможным изучать химические и физические свойства адсорбированных фаз и структуру поверхности твердых тел, используя относительно новые области спектроскопии, которые имеют дело со спектрами, лежащими в радиочастотном диапазоне электромагнитного спектра, обычно в области частот выше 10 цикл-сек (1 Мгц). Магнитные резонансные методы основаны на том, что атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами и спиновыми моментами количества движения. При воздействии на ядра и электроны магнитного поля происходит зеема-новское расщепление квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней. [c.118]

Простейшим примером атома с песиаренным электроном в 5-состоянии (см. разд. II, 1) является основное состояние атома водорода, но даже в этом случае спектр оказывается более сложным, чем это указывалось выше. Эта сложность обусловлена наличием у протона собственного спинового момента количества движения и связанного с ним магнитного момента. В отсутствие поля магнитные моменты протона и электрона могут быть направлены либо в одну сто-110ну, либо в противоположные. [c.443]

Смотреть страницы где упоминается термин Спиновый момент количества движения: [c.51] [c.35] [c.303] [c.236] [c.62] [c.1028] [c.167] [c.62] [c.61] [c.122] [c.413] [c.52] [c.119] [c.120]

Смотреть главы в:

Теория атомных спекторов -> Спиновый момент количества движения

Строение материи и химическая связь (1974) -- [ c.34 , c.62 ]

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Количество движения

Справочник химика 21

Химия и химическая технология