ИДЗ / ИДЗ4_ФОИИ

Министерство 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: ²S_1/2 (l = 0), ²P_1/2, ²P_3/2 (l = 1) и т.д.

При отсутствии магнитного поля реализуются следующие переходы:

Главная серия n = 4, 5, 6…

υ1 = 4² S_1/2 – n ²P_1/2

υ2 = 4² S_1/2 – n ²P_3/2

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 - ²S_1/2

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.