中国科学技术大学：《原子物理学》课程教学资源（课件讲稿）第四章 外场中的原子

第四章外场中的原子 4.1塞曼效应 *4.2磁共振技术 *4.3原子频标 4.4斯塔克效应

第四章 外场中的原子 4.1 塞曼效应 *4.2 磁共振技术 *4.3 原子频标 4.4 斯塔克效应

4.1塞曼效应 -含编 →动能+中心势 -2 →剩余静电势 +∑5G)L,S →自旋-轨道相互作用

4.1 塞曼效应 B r L S u r r e u r r Ze m H i i i i i N i i i i j i ij N i i i i i e                             ˆ ˆ ( ) ( ) 2 4 1 ( ) 2 4 ˆ 0 2 1 0 2 2 2  动能+中心势  剩余静电势  自旋-轨道相互作用  原子磁矩与外场作用 原子总磁矩 外磁场

4.1.1原子磁矩 原子总磁矩： =m,+,=-号 Hn(g L+g,S) 9F1,9s=2 i=、 6+2=-片0+到 dJ 0, dt dS =g(r)Jx5 ds dt d ≠0 原子总磁矩不是守恒量 dt 八

4.1.1 原子磁矩 L  S  J  L  μ S  μ  μ J  μ z J Jz L  S  J  L  μ S  μ  μ J  μ z J Jz 原子总磁矩： (g L g S) l s B L S                gl=1, gs=2   L S J S  B B                 2 r J S dt dS dt dJ      0,   ( )   0 dt d 原子总磁矩不是守恒量

4.1.1原子磁矩 原子总磁矩： 及=-片+2列=-会0+到 d+0 原子总磁矩不是守恒量 dt 原子磁矩：原子总磁矩在」上的分量 J. 2 ds .j=0 dt 5Wx5, dt d =0 原子磁矩是守恒量 dt

4.1.1 原子磁矩 L  S  J  L  μ S  μ  μ J  μ z J Jz L  S  J  L  μ S  μ  μ J  μ z J Jz 原子总磁矩：   L S J S  B B                 2  ( )    J  0 dt dS r J S dt dS        0 dt d  原子总磁矩不是守恒量 原子磁矩：原子总磁矩在 J上的分量 J J J J        2    0 dt d J  原子磁矩是守恒量

应=-i+25)=-(0+5) a-)7=-402+5八小J 2=-5=j2+52-2j.5 7.5=)2+52-E） 了2+2-正)J=-8九 + LBJ 2h 2J2 8y=1+ J(J+1)+S(S+1)-L(L+1) 朗德因子 2J(J+1)

      J J   J S J J L S J S B B B                             2 2          2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 J S J S L L J S J S J S                       J J B J S L J              ) 2 ( 1 2 2 2 2 2   g J B J      2 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 1         J J J J S S L L g J 朗德因子