ТОП 10:

Магнитные свойства атомов. Эффект Зеемана



 

Вопросы:

1 Магнитные моменты электронов и атомов.

2 Магнетон Бора.

3 Квантование магнитных моментов.

4 Аномальный (сложный) эффект Зеемана.

5 Нормальный (простой) эффект Зеемана.

6 Правила отбора квантовых чисел.

 

Принятые обозначения:

· − магнитный момент атома.

· − магнетон Бора.

· – фактор (множитель) Ланде.

· – индукция магнитного поля.

· – магнитные орбитальные, магнитные спиновые и магнитные внутренние квантовые числа.

 

Основные формулы:

· Магнитон Бора:

.

· Магнитный момент атома:

.

· Множитель (фактор) Ланде:

.

· Зеемановское расщепление спектральных линий:

.

· Правила отбора квантовых чисел:

,

если , то переход не осуществляется.

· Проекция магнитного момента атома на направление магнитного поля :

Задачи

 

1Валентный электрон атома натрия находится в состоянии с главным квантовым числом =3, имея при этом максимально возможным полный механический момент. Каков его магнитный момент в этом состоянии?

2Определить возможные значения магнитного момента атома в состоянии 4Р.

3Максимальное значение проекции магнитного момента атома, находящегося в состоянии D2, равно четырем магнетонам Бора. Определить мультиплетность этого терма.

4Вычислить с помощью правил Хунда магнитный момент основного состояния атома, в котором незаполненная подоболочка имеет электронную конфигурацию:
а) ; б) .

5Найти полный механический момент атома в состоянии с S= 3/2 и L = 2, если известно, что магнитный момент его равен нулю.

6Атом водорода в нормальном состоянии находится на расстоянии r = 2,5 см от длинного прямого провода с током I = 10 А. Найти силу, действующую на атом.

7Атом в состоянии находится на оси кругового конту­ра с током . Расстояние между атомом и центром контура с током , радиус контура . Вычислить максимальное значение силы взаимодействия между атомом и этим током.

8На сколько подуровней расщепится в слабом магнитной поле терм: а) 3Р0; б) 2F5/2; в) 4D1/2.

9Определить спектральный символ терма атома, если полная ширина расщепления этого терма в слабом магнитном поле с индукцией составляет

10Изо6разить схему возможных переходов в сла6ом магнитном поле между термами 2Р3/2 и 2S1/2. Вычислить для магнитного поля смещение (в рад/с) зеемановских компонент этой линии.

11Изобразить схему возможных переходов в слабом магнитном поле и вычислить смещения (в единицах ) зеемановских компонент спектральной линии:
а) ; б)

 

 

Ответы

1. . 2. ; ; . 3. 7. 4. ; . 5. . 6. 3 10-26 Н. 7. 4,1 10-27 Н. 8. 0, 6, 0. 9. 1F3; 10. . 11.

 

Основные характеристики ядер

 

Вопросы:

1 Состав и характеристики атомного ядра.

2 Модели атомного ядра.

3 Ядерные силы.

4 Дефект массы и энергия связи ядра.

 

Принятые обозначения:

· − энергия связи ядра.

· – число нейтронов в ядре.

· – зарядовое число.

· – массовое число.

· – массы нейтрона, протона и соответствующего атома.

· − избыток массы протона, нейтрона и атома

 

Основные формулы:

· Радиус ядра с массовым числом :

ферми.

· Энергия связи ядра (в единицах массы):

или

.

· Массовое число:

· Удельная энергия связи:

.

Задачи

 

1Оценить плотность ядерного вещества, концентрацию нуклонов и объемную плотность электрического заряда в ядре.

2Найти с помощью формулы : а) энергию связи ядра, которое имеет одинаковое число протонов и нейтронов, а радиус в полтора раза меньший радиуса ядра 27Al; б) энергию связи на один нуклон в ядрах 6Li, 40Ar, 107Аg и 208РЬ.

3Определить: а) энергию связи нейтрона и -частицы в ядре 21Ne; б) энергию, необходимую для разделения ядра 16О на четыре одинаковые частицы.

4Найти энергию возбуждения ядра 207Рb, возникающего при захвате ядром 206Рb медленного нейтрона.

5Вычислить энергию связи нейтрона в ядре 14N, если известно, что энергии связи ядер 14N и 13N равны 104,66 и 94,10 МэВ.

6Найти энергию, необходимую для разделения ядра 16О на -частицу и ядро 12С, если известно, что энергии связи ядер 16О, 12С и 4Не равны 127,62; 92,16 и 28,30 МэВ.

7Определить энергию, выделяющуюся при образовании двух -частиц в результате синтеза ядер 2Н и 6Li, если известно, что энергии связи на один нуклон в ядрах 2Н, 4Не и 6Li равны соответственно 1,11; 7,08 и 5,33 МэВ.

8Показать, что при равномерном распределении заряда по объему ядра энергия кулоновского отталкивания протонов , где и − заряд и радиус ядра.

9Вычислить разность энергий связи зеркальных ядер 33S и 33Cl, если известно, что масса атома 33S меньше массы атома 33Cl на 0,00599 а.е.м. Сравнить полученную величину с разностью энергий кулоновского отталкивания протонов в этих ядрах (см. формулу из предыдущей задачи). Объяснить причину совпадения результатов.

 

Ответы

 

1. ; ; . 2. а) 18Ве; ; б) ; ; ; . 3. а) и ; б) . 4. . 5. . 6. . 7. . 9. , . Совпадение объясняется приблизительным равенством ядерных сил между нуклонами.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.215.182.81 (0.008 с.)