19. Нормальный и аномальный эффект Зеемана. Фактор Ланде.

Эффект Зеемана – явление расщепления спектральных линий атомов в однородном магнитном поле. Данное явление обусловлено расщеплением спектральных термов атомов. Величина зеемановского расщепления спектральных линий атомов в слабом магнитном поле: ∆ω =γ_L(M_J˝g˝ - M_J΄g΄)| |, где M_J˝g˝ и M_J΄g΄ - магнитное квантовое число и фактор Ланде соответственно для исходного и конечного квантовых состояний атома, γ_L- гиромагнитное отношение, В – индукция магнитного поля. При нормальном эффекте Зеемана спектральная линия расщепляется на три компонента. При этом все три компонента регистрируются при наблюдении излучения в направлении, перпендикулярном индукции магнитного поля, а при наблюдении излучения в направлении, параллельном индукции магнитного поля, регистрируются только два смещенных по частоте компонента. Величина расщепления при нормальном эффекте: ∆ω=0, ± γ_L| |. Фактор Ланде для свободного электрона g=2,0024.

20. Электронные оболочки атома и их заполнение. Принцип Паули. Правила Хунда.

Принцип Паули для системы электронов: все существующие в природе системы электронов могут находиться только в состояниях, которым соответствуют антисимметричные волновые функции. В определенном квантовом состоянии не может находиться больше одного электрона. Правила Хунда: -наименьшей энергией характеризуется терм с максимально возможным для данной электронной конфигурации значением квантового числа S и максимально возможным при данном S^max значением квантового числа L; - в основном состоянии J=|L-S|, если оболочка атома заполнена меньше, чем на половину, и J=L+S во всех других вариантах.

21. Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра. Закон Мозли.

Рентгеновское излучение обычно получают при бомбардировке быстрыми электронами поверхности какого-либо вещества в твердом состоянии. Исследования показали, что спектр излучения содержит две составляющие – сплошную и линейчатую. Сплошная составляющая получала название тормозное рентгеновское излучение, а линейчатая – характеристического. Если энергия электронов, которые внедряются в вещество, меньше некоторой определенной величины, то возникает только тормозное излучение. Коротковолновая граница спектра – граничная длина волны λ_min. Наличие резкой коротковолновой границы у тормозного спектра – проявление квантового характера процессов излучения: λ_min=сh/eV. Закон Мозли: квадратный корень частоты колебаний данной линии К-серии в зависимости от атомного номера элемента Z выражается плавной кривой, очень близкой к прямой: =(Z-S_n)/n, где R – постоянная Ридберга, S_n – постоянная экранирования, n – главное квантовое число.

22.

Молекулярные спектры имеют сложную структуру. Типичные Молекулярные спектры - полосатые, они наблюдаются в испускании и поглощении и в комбинационном рассеянии в виде совокупности более или менее узких полос в ультрафиолетовой, видимой и близкой инфракрасной областях, распадающихся при достаточной разрешающей силе применяемых спектральных приборов на совокупность тесно расположенных линий. Конкретная структура Молекулярные спектры различна для различных молекул и, вообще говоря, усложняется с увеличением числа атомов в молекуле. Для весьма сложных молекул видимые и ультрафиолетовые спектры состоят из немногих широких сплошных полос; спектры таких молекул сходны между собой. Молекулярные спектры гораздо сложнее линейчатых атомных спектров, что определяется большей сложностью внутренних движений в молекуле, чем в атомах. Наряду с движением электронов относительно двух или более ядер в молекулах происходят колебательное движение ядер (вместе с окружающими их внутренними электронами) около положений равновесия и вращательное движение молекулы как целого. Этим трём видам движений - электронному, колебательному и вращательному - соответствуют три типа уровней энергии и три типа спектров.

Согласно квантовой механике, энергия всех видов движения в молекуле может принимать лишь определённые значения, т. е. она квантуется. Полная энергия молекулы E приближённо может быть представлена в виде суммы квантованных значений энергий трёх видов её движения:E = Eэл + Eкол + Eвращ По порядку величин Eэл >> Eкол >> Eвращ

Обычно Eэл порядка нескольких эв (несколько сотен кдж/моль), Eкол ~ 10^-2-10^-1 эв, Eвращ ~ 10^-5-10^-3 эв. система уровней энергии молекулы характеризуется совокупностью далеко отстоящих друг от друга электронных уровней (различные значения Eэл при Eкол = Eвращ = 0), значительно ближе друг к другу расположенных колебательных уровней (различные значения Eкол при заданном Eл и Eвращ = 0) и ещё более близко расположенных вращательных уровней (различные значения Eвращ при заданных Eэл и Eкол).