Obraz
7 (140)

„silne" pole są spełniane w odniesieniu do lekkich atomów przy poias,., w odniesieniu do atomów ciężkich. Na przykład rozszczepienie spin—orbita linii jls — wynosi 17,2 cm~‘, podczas gdy rozszczepienie odpowiednich linii atomu litu wynosi 0,3 cm ~ Rozszczepienie Zeemana w polu zewnętrznym o natężeniu B₀ równym 30 kGs (3 T) w obu przypadkach wynosi około 1 cm ~¹ (por. rys. 3.13). A więc pole takie jest „silnym" polem magnetycznym dla litu, ale „słabym” dla sodu.

Jeżeli pole magnetyczne B₀ jest na tyle silne, że podany wyżej warunek nie jest już spełniany, to obraz rozszczepienia poziomów ulega uproszczeniu. Pole magnetyczne niszczy strukturę subtelną, wektory 1 i s w pierwszym przybliżeniu nie są sprzężone i niezależnie wykonują precesję wokół B₀. Liczba kwantowa całkowitego momentu pędu traci więc sens.

Ten graniczny przypadek nazywamy zjawiskiem Paschena—Backa.

Składowe momentu magnetycznego spinowego (p*)* i orbitalnego (p,)_z w kierunku osi z są teraz kwantowane niezależnie. Odpowiednia energia magnetyczna wynosi

(13.20)

V_m

m_s.m, = (m, + 2m_s)p_BB₀>

a rozszczepienie linii widmowych

AE — (Am, + 2Am_s)p_BB_Q.    (13.21)

Dla przejść optycznych ponownie mamy pewne reguły wyboru i jak poprzednio Am, = O lub +1 dla przejść n lub o. Ponieważ promieniowanie dipolowe elektryczne w pierwszym

_mj

Rys. 13.15. Zjawisko Pasche-na-Backa (c) i zjawisko Zeemana (b) dla linii D, i D₂ atomu sodu (a). W granicznym przypadku bardzo silnego pola magnetycznego obserwuje się jedną linię nieprzesuniętą i dwie linie rozszczepione symetrycznie, tak jak w normalnym zjawisku Zeemana

_1 +1/2 +1 - 1/2

O -1/2

-1 -1/2

0+1/2

O - 1/2

C)

m l Ms + 1 +1/2

o