Спин-орбитальное взаимодействие

    Из-за малости радиуса действия нуклон-нуклонных сил форма реалистичного ядерного потенциала должна быть похожа на форму распределения плотности ядерного вещества. Это потенциал Вудса-Саксона

V_В-С(r) = V₀/[1 + exp(r - R/a)],

где V₀ - глубина потенциала, R = r₀A^1/3 - радиус ядра и a - параметр, характеризующий диффузность (размытие) края потенциала.     Однако использование потенциала Вудса-Саксона оказалось недостаточным, для того, чстобы объяснить наблюдаемые в эксперименте магические числа нуклонов. (Ядра , у которых количество нейтронов и/протонов равно магическим числам выделяются среди других ядер повышенной устойчивостью, большей распространенностью в природе и другими свойствами).     Решение проблемы было найдено М. Гепперт-Майер и Дж. Иенсеном, которые добавили к центрально-симметричному потенциалу V(r) спин-орбитальное взаимодействие.

V_ls(r) = f(r) .

Спин-орбитальное взаимодействие приводит к расщеплению уровня с данным значением l на два состояния

l + 1/2 и l - 1/2.

При этом состояние с l + 1/2 смещается вниз по энергии, а состояние с l - 1/2 - вверх. Величина спин-орбитального расщепления уровней пропорциональна величине орбитального момента l. Величина спин-орбитального расщепления уровней в атомных ядрах составляет несколько МэВ. Так, например, для ядер с A ~ 200 расщепление уровней ( p_1/2 – p_3/2) составляет ~1.5 МэВ, уровней (g_7/2 – g_9/2) − ~2.7 МэВ. Поэтому уровни с большими значениями орбитального момента l > 3, сильно смещаясь вниз по энергии, оказываются среди уровней предыдущей оболочки, что правильно воспроизводит магические числа.     Спин-орбитальное расщепление уровней наблюдается и в атомах. Однако величина его крайне мала. Так, например, величина спин-орбитального расщепления уровней (2p_3/2 – 2p_1/2) в атоме водорода составляет 4.5·10^-5 эВ. Величина спин-орбитального расщепления играет заметную роль в атомах с большим Z, Когда расстояние между отдельными состояниями уменьшается.

3 Вопрос

Поляриза́ция волн — явление нарушения симметрии распределения возмущений в поперечной волне (например, напряжённостей электрического или магнитного полей в электромагнитных волнах) относительно направления её распространения. В продольной волне поляризация возникнуть не может, так как возмущения в этом типе волн всегда совпадают с направлением распространения.^[1]

Поперечная волна характеризуется двумя направлениями: волновым вектором и вектором амплитуды, всегда перпендикулярным к волновому вектору. Так что в трёхмерном пространстве имеется ещё одна степень свободы — вращение вокруг волнового вектора.

Причиной возникновения поляризации волн может быть:

• несимметричная генерация волн в источнике возмущения;

• анизотропность среды распространения волн;

• преломление и отражение на границе двух сред.

Зависимость мгновенных потенциалов при круговой поляризации

Основными являются два вида поляризации:

• линейная — колебания возмущения происходит в какой-то одной плоскости. В таком случае говорят о «плоско-поляризованной волне»;

• круговая — конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний. В зависимости от направления вращения вектора может быть правой или левой.

На основе этих двух или только круговой можно сформировать и другие, более сложные виды поляризации. Например, эллиптическая. В общем случае, круговая поляризация — вещь теоретическая, на практике же говорят об эллиптической поляризации — с левым или правым направлением вращения.