Термы щелочных металлов

. (36.6)

С механическими моментами связаны магнитные, которые могут взаимодействовать. Грубо взаимодействие спинового и орбитального магнитных моментов можно представлять себе как взаимодействие двух магнитных стрелок. Вполне очевидно, что энергия взаимодействия спинового и орбитального магнитных моментов (спин-орбитального взаимодействия) зависит от их взаимной ориентации, которая на квантовом языке описывается квантовым числом . Следовательно, состояния с различными числами j должны обладать различной энергией, а у энергетических уровней и спектров, возникающих при переходах между такими уровнями, появляется тонкая структура.

В соответствии с двумя возможными по формуле (36.6) значениями j , каждый терм ряда р, для которого l = 1, распадается на два, отвечающих и . Точно также каждый терм ряда d ( ) расщепляется на два с и . Не расщепляются термы ряда s, ( ), поскольку имеют только одно значение квантового числа результирующего момента импульса .

Термы атомов щелочных металлов можно обозначить символами , в которых буква ( ) указывает на значение азимутального квантового числа ( ) для данного ряда термов, верхний индекс – мультиплетность терма (т.е. количество компонент), а нижний правый индекс – значение квантового числа результирующего момента импульса валентного электрона. Поэтому дублетные термы атомов щелочных металлов можно обозначить следующим образом:

При переходах атомов между различными состояниями на изменения квантового числа результирующего момента импульса j накладывается правило отбора:

. (36.8)

Релятивистская квантовая теория дает для расстояния между подуровнями тонкой структуры водородного атома значение

. (36.9)

где энергия ионизации атома водорода;

постоянная тонкой структуры:

Постоянная тонкой структуры характеризует энергию взаимодействия двух электронов, выражается через и принадлежит к числу фундаментальных констант природы.