Paschen-Back va Zeeman effekti
Paschen-Back effekti kuchli magnit maydonlarda murakkab Zeeman boʻlinishi oddiy holga kelishidan iborat. 1912 yilda Fridrix Paschen va Ernst Back tomonidan kashf etilgan. Paschen-Back effekti magnit maydon kuchi H energiya darajasining boʻlinishi qiymatidan oshib ketganda paydo boʻladi. Δ E = μ B H {\displaystyle \Delta E=\mu _{B}H} (Qaerda μ B {\displaystyle \mu _{B}} Bor magnitoni boʻladi) nozik strukturaning boʻlinishidan kattaroq boʻladi. Bunday holda, magnit maydon orbital oʻrtasidagi aloqani buzadi ( L → {\displaystyle {\vec {L}}} ) va aylanish ( S → {\displaystyle {\vec {S}}} ) daqiqalar. Qachon s = 0 {\displaystyle s=0} , Paschen-Back va Zeeman effektlari ekvivalentdir. Spin-orbitaning oʻzaro taʼsiri tashqi magnit maydon tomonidan buzilgan sharoitda quyidagi taxmin toʻgʻri keladi: [ H 0 , S ] = 0 {\displaystyle [H_{0},S]=0} . Bu oʻrtacha kutilgan qiymatlarni baholashni osonlashtiradi L z {\displaystyle L_{z}} Va S z {\displaystyle S_{z}} holatida | ψ ⟩ {\displaystyle |\psi \rangle } . Energiyalar quyidagicha ifodalanadi E z = ⟨ ψ | ( H 0 + B z μ B ℏ ( L z + g s S z ) ) | ψ ⟩ = E 0 + B z μ B ( m l + g s m s ) . {\displaystyle E_{z}=\langle \psi |\left(H_{0}+{\frac {B_{z}\mu _{B}}{\hbar }}(L_{z}+g_{s}S_{z})\right)|\psi \rangle =E_{0}+B_{z}\mu _{B}(m_{l}+g_{s}m_{s}).} LS oʻzaro taʼsiri tashqi magnit maydon tomonidan buzilganiga qaramay, kvant sonlari m l {\displaystyle m_{l}} Va m s {\displaystyle m_{s}} , magnit oʻqi boʻyicha magnit va spin momentlarining proektsiyalariga mos keladigan, „yaxshi“ kvant raqamlari qoladi. Elektr dipol oʻtishlari uchun tanlov qoidalari bilan birgalikda, yaʼni. e. Δ s = 0 , Δ m s = 0 , Δ l = ± 1 , Δ m l = 0 , ± 1 {\displaystyle \Delta s=0,\Delta m_{s}=0,\Delta l=\pm 1,\Delta m_{l}=0,\pm 1} , bu erkinlikning spin darajasini umuman eʼtiborsiz qoldirish imkonini beradi. Natijada, dipol tanlash qoidasiga mos keladigan spektrda faqat uchta spektral chiziq koʻrinadigan qoladi. Δ m l = 0 , ± 1 {\displaystyle \Delta m_{l}=0,\pm 1} . Split Δ E = B μ B Δ m l {\displaystyle \Delta E=B\mu _{B}\Delta m_{l}} koʻrib chiqilayotgan elektron energiya va konfiguratsiyalarga bogʻliq emas. Umuman olganda (qachon s ≠ 0 {\displaystyle s\neq 0} ), bu uch komponent aslida qoldiq spin-orbita oʻzaro taʼsiri tufayli chiziqlar guruhidir. Umumiy holatda, spin-orbitaning oʻzaro taʼsiridan tashqari, bir xil kattalik tartibiga ega boʻlgan relativistik tuzatishlarni ham hisobga olish kerak (nozik boʻlinish). Paschen-Back chegarasidagi vodorod atomi uchun ushbu tuzatishlar bilan birinchi tartibli buzilish nazariyasi beradi. E z + f s = E z + α 2 2 n 3 [ 3 4 n − ( l ( l + 1 ) − m l m s l ( l + 1 / 2 ) ( l + 1 ) ) ] , {\displaystyle E_{z+fs}=E_{z}+{\frac {\alpha ^{2}}{2n^{3}}}\left[{\frac {3}{4n}}-\left({\frac {l(l+1)-m_{l}m_{s}}{l(l+1/2)(l+1)}}\right)\right],} Bu yerda α — nozik struktura doimiysi, n — bosh kvant soni va l — orbital kvant soni.