ИДЗ / ИДЗ4_ФОИИ
.docxМинистерство НАУКИ И ВЫСШЕГО образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Инженерная школа новых
производственных технологий
Отделение материаловедения
Направление 12.03.02 «Оптотехника»
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 4
Вариант 6
по дисциплине:
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЙ
Исполнитель:
|
|
||||
студент группы |
4В01 |
|
Деньгуб А.Р. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Руководитель:
|
|
||||
преподаватель |
|
|
Штанько В. Ф. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Томск - 2023
Задание
1. Рассмотреть расщепление головных групп линий при комбинации P и D термов в слабом магнитном поле для атомов (ионов): согласно варианту – Ca II.
2. Определить изменение энергии и поляризацию излучения.
Решение
В ИДЗ №1 мы разобрали реализацию термов в Ca II: 2S1/2 (l = 0), 2P1/2, 2P3/2 (l = 1) и т.д.
При отсутствии магнитного поля реализуются следующие переходы:
Главная серия n = 4, 5, 6…
υ1 = 42 S1/2 – n 2P1/2
υ2 = 42 S1/2 – n 2P3/2
В слабом магнитном поле происходит расщепление линий
Правило отбора примет вид:
компонента (электрический вектор световой волны совершает линейные колебания, параллельные направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной напряженности ).
Рис.1 Расщепление головной группы линий при комбинации S и P термов в слабом магнитном поле.
Определим изменение энергии и поляризацию излучения.
Величина добавочной энергии ΔW при наличии внешнего магнитного поля
Где множитель Ланде
Квантовое число принимает значения
Т. е. всего значений
Определим множитель Ланде для найденных термов
Терм - 2S1/2
Терм -
Терм - , ;
Определим изменение энергии полученных линий:
компонента (электрический вектор световой волны совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает линейные колебания, параллельные направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает линейные колебания, параллельные направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает линейные колебания, параллельные направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает линейные колебания, параллельные направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает линейные колебания, параллельные направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной напряженности ).
компонента (электрический вектор световой волны совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению вектора магнитной напряженности ).
Вывод: в нормальном эффекте Зеемана происходит расщепление спектральных линий при переходах между синглетными термами, т. е. S = 0; J = L. При нормальном эффекте Зеемана расщепление связано с чисто орбитальным или чисто спиновым магнитным моментами. В данной работе рассмотрен сложный эффект Зеемана – расщепление головного дублета главной серии одновалентного иона Ca II в слабом магнитном поле. В случае сложного эффекта величина расщепления сложным образом зависит от квантовых чисел L, S, J. Приобретённая электроном в магнитном поле дополнительная энергия пропорциональна g — фактору, который называют множителем Ланде. Вырожденный энергетический уровень расщепляется на (2J + 1) равноотстоящих зеемановских подуровня.