A finom és hiperfinom szerkezetek közötti fő különbség az, hogy a finom szerkezetekben a vonalhasadás az elektron spin-pálya csatolásából eredő energiaváltozások eredménye, míg a hiperfinom szerkezetekben a vonalhasadás az eredménye. a mágneses tér és a magspin közötti kölcsönhatásról.
Általában egy finom szerkezet írja le az atomok spektrumvonalainak vonalhasadását, amely az elektron spin és a nem relativisztikus Schrodinger-egyenlet relativisztikus korrekciói eredményeként következik be. Másrészt a hiperfinom szerkezet a belsőleg generált elektromos és mágneses mező és a molekulákban lévő atommagok vagy magok közötti kölcsönhatás eredménye.
Mi az a Fine Structure?
A finom szerkezet az atomok spektrumvonalainak felhasadása az elektron spin és a nem relativisztikus Schrodinger-egyenlet relativisztikus korrekciói eredményeként. Ezt a jelenséget először Albert A. Michelson és Edward W. Morley mérte 1887-ben a hidrogénatomra. Mérésük alapját az Arnold Sommerfeld által bevezetett elméletek képezték. Ezek a mérések a finomszerkezeti állandó bevezetéséhez vezettek. A finomszerkezeti állandó egy dimenzió nélküli szám, amely megközelítőleg egyenlő 1/137-tel.
01. ábra: Deutérium finom szerkezethasadási mintája (hűtve)
A spin nélküli, nem relativisztikus elektronok kvantummechanikájának előrejelzései segítségével megadhatjuk a vonalspektrumok bruttó szerkezetét. Például egy hidrogénatomban a bruttó szerkezet főként az n főkvantumszámtól függ. Egy pontosabb modell az atom relativisztikus és spin-effektusait is felhasználja majd, ami megtörheti a hidrogénatom energiaszintjének degenerációját, és a spektrumvonalak kettéválásához vezethet. A finomszerkezet-hasadás skáláját a bruttó szerkezeti energiához viszonyítva megadhatjuk: (Za)2, ahol Z a rendszám, a pedig a bordák szerkezeti állandója.
Mi az a hiperfinom szerkezet?
A hiperfinom szerkezet az atomok, molekulák és ionok energiaszintjének felosztása az elektronfelhők és az atommag közötti kölcsönhatás következtében. Jellemzően hiperfinom szerkezet jön létre az atomokban a magmágneses dipólusmomentum energiája miatt, amely kölcsönhatásba lép az elektronok által generált mágneses mezővel és az elektromos tér gradiensében lévő atomelektromos kvadrupolmomentum energiájával. Ez a töltés atomon belüli eloszlása miatt következik be.
02. ábra: Finom és hiperfinom szerkezeti minták semleges hidrogénatomhoz
Hasonlóan, a molekulában a hiperfinom szerkezet a magmágneses dipólusmomentum és a mágneses tér energiájának hatására jön létre, de ezen felül magában foglalja azt az energiát is, amely a molekulák különböző mágneses magjaihoz kapcsolódik. Ez magában foglalja a magmágneses momentumok és a molekula forgása által generált mágneses tér közötti kölcsönhatást is.
Mi a különbség a finom és a hiperfinom szerkezet között?
Általában egy finom szerkezet írja le az atomok spektrumvonalainak vonalhasadását az elektron spin és a nem relativisztikus Schrodinger-egyenlet relativisztikus korrekciói eredményeként. A finom és a hiperfinom szerkezetek közötti fő különbség az, hogy a finom szerkezetekben a vonalhasadás az elektron spin-pálya csatolása által előidézett energiaváltozások eredménye, míg a hiperfinom szerkezetekben a vonalhasadás a vonalak közötti kölcsönhatás eredménye. mágneses tér és magspin.
Az alábbi táblázat összefoglalja a finom és hiperfinom struktúrák közötti különbséget.
Összefoglaló – Finom vs hiperfinom szerkezet
A finom szerkezet az atomok spektrumvonalainak felhasadása, amely az elektron spin és a nem-relativisztikus Schrodinger-egyenlet relativisztikus korrekcióinak eredményeként következik be. Eközben a hiperfinom szerkezet az atomok, molekulák és ionok energiaszintjének felosztása az elektronfelhők és az atommag közötti kölcsönhatás következtében. A finom és a hiperfinom szerkezetek közötti fő különbség az, hogy a finom szerkezetekben a vonalhasadás az elektron spin-pálya csatolása által előidézett energiaváltozások eredménye, míg a hiperfinom szerkezetekben a vonalhasadás a vonalak közötti kölcsönhatás eredménye. mágneses tér és magspin.
