095

A HibUl. IM1U.1 .Vvu    :u, r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >*}

3.11 TERMY ATOMOWE    95

3.11. TERMY ATOMOWE

Jak wspomniano w poprzednim paragrafie, momenty pędu elektronów spinowe i orbitalne sumują się. dając całkowity moment pędu wszystkich elektronów w atomie. Mówimy wówczas, że pomiędzy sumowanymi momentami pędów zachodzi sprzężenie. Sprzężenie takie jest wynikiem oddziaływań elektrycznych i magnetycznych. Rozpatrując je musimy pamiętać, że zarówno momenty pędu. jak i momenty magnetyczne są wielkościami wektorowymi, a dodawanie ich podlega regułom dodawania wektorów. W odróżnieniu jednak od dodawania zwykłych wektorów, które mogą być ustawione w stosunku do siebie pod dowolnymi kątami, w przypadku sumowania kwantowanych wektorów pędu. kąty pomiędzy nimi muszą być tak dobrane, by wektory wypadkowe przyjmowały tylko niektóre wartości. Oznacza to więc, że wektory całkowitego pędu elektronów, powstające przez sumowanie wektorów pędu opisujących ruch poszczególnych elektronów, są także kwantowane.

W atomach wicloclcktronowych najczęściej mamy do czynienia zc sprzężeniem LS, czyli sprzężeniem Russella-Saundersa W lym przypadku sumujemy osobno momenty spinowe, uzy skując wypadkowy moment spinowy    elektronów, oraz osobno

momenty orbitalne, uzyskując wypadkowy orbitalny moment pędu elektronów Momenty M„_h i są następnie sumowane i otrzymujemy całkowity moment pędu wszystkich elektronów SI,. Takie postępowanie można przyjąć, jeżeli sprzężenia pomiędzy momentami spinowymi, a także sprzężenia pomiędzy momentami orbitalnymi są silniejsze od sprzężeń pomiędzy momentami orbitalnymi i momentami spinowymi.

Przez sumowanie wektorów momentów spinowych <7 ■ y/s(s + 1 (s j) poszczególnych elektronów uzyskujemy wypadkowy wektor M_H,_B. charakteryzujący się wypadkową spinową liczbą kwantową 5. przyjmujący wartość

= v'W+T)r    (3 38)

Z TT

l.iczbę kwantową 5. która może przyjmować wartości całkowite i połówkowe, otrzymujemy przez wektorowe dodanie liczb kwantowych s — 1/2 poszczególnych elektronów. Na przykład w przypadku dwóch elektronów uzyskujemy wartość liczby 5 — 0. jeżeli wektory s, i s* są zwrócone przeciwnie, oraz wartość 5—1. jeżeli obydwa wektory s_t i .<< mają ten sam zwrot. Jak z tego wynika, sprzężenie spinowe dwóch elektronów może być zrealizowane na dwa sposoby. W przypadku trzech elektronów liczba kwantowa 5 może przyjąć wartość 3/2 przy równoległym ustawieniu wszystkich trzech spinów lub 1/2. gdy dwa spiny są równolegle, a trzeci zwrócony w stosunku do nich w przeciwną strunę (anlyrównoległy).

Wektory orbitalnego momentu pędu poszczególnych elektronów sumu jemy i uzyskujemy wypadkowy orbitalny moment pędu elektronów, charakteryzujący się wypadkową orbitalną liczbą kwantową /. i wynoszący

(3.39)

Morf! = y‘ L (L + I) —