Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, 11.06.2013 1 VL13. Spin-Bahn-Kopplung (II) 13.1. Landé-Faktor (Einstein-deHaas Effekt) 13.2. Berechnung des.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, 11.06.2013 1 VL13. Spin-Bahn-Kopplung (II) 13.1. Landé-Faktor (Einstein-deHaas Effekt) 13.2. Berechnung des."—  Präsentation transkript:

1 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, VL13. Spin-Bahn-Kopplung (II) Landé-Faktor (Einstein-deHaas Effekt) Berechnung des Landé-Faktors Anomaler Zeeman-Effekt VL14. Spin-Bahn-Kopplung (III) Spin-Bahn-Kopplung Paschen-Back Effekt VL15. Wasserstoffspektrum Lamb Shift 15.2 Hyperfeinstruktur VL 15

2 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Vorlesung 14: Roter Faden: Lamb-Retherford Verschiebung Hyperfeinstruktur Folien auf dem Web: Siehe auch: Demtröder, Experimentalphysik 3, Springerverlag Und

3 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Vollständiges Termschema des H-Atoms

4 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Relativ. Korrekturen und Lamb-Shift

5 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Lamb-Retherford-Experiment

6 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Lamb-Shift

7 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, QED Formel für Lamb-Shift

8 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Lamb-Shift durch QED Korrekturen höherer Ordnung Lamb-Shift kann genau berechnet werden in der QED und ist daher ein wichtiger Test für die QED

9 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Nobelpreis Lamb

10 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Aufhebung der Entartung bei der Wasserstoff Balmer-Linie Hα n=2 n=3 l=1 l=0 l=1 l=2 l=0 n

11 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Hyperfeinstruktur

12 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Kernmoment im Magnetfeld der Elektrons Cosinussatz: F 2 =J 2 +I 2 -2J.I

13 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Hyperfeinstruktur F=J+I=½+½=1 (Ortho-Wasserstoff) F=J+I=½-½=0 (Para-Wasserstoff)

14 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Hyperfeinstruktur, 21cm Linie des Wasserstoffs para-Wasserstoff (Triplett) ortho-Wasserstoff (Singlett)

15 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Hyperfeinstruktur : Aufspaltung der Energieniveaus eines Atomes aufgrund der Kopplung des magnetischen Kernmomentes mit dem von den Elektronen der Atomhülle am Kernort erzeugten Magnetfeld. Die Kopplung bewirkt, dass der Gesamtdrehimpuls des Atoms F, der die Summe des Hüllendrehimpulses J und des Kernspins I ist, gequantelt ist: F=J+I mit J=L+S Die Quantenzahl F ist halb- (Fermi-Dirac-Statistik) oder ganzzahlig (Bose-Einstein- Statistik) und kann die Werte annehmen. J und I sind die Quantenzahlen des Hüllendrehimpulses und des Kerndrehimpulses. Die Wechselwirkung ist ähnlich wie bei der Spin-Bahn-Kopplung: mit Zusammenfassung Hyperfeinstruktur A

16 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Zusammenfassung Hyperfeinstruktur Neutron ungeladen, Daher trägt es nicht bei zum Bahnmagnetismus, nur Spinmagnetismus

17 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, ½a. 3(3+1) - 3/2.5/2 - 3/2.5/2= 12-15/4-15/4= 9/4 ½a. 2(2+1) - 3/2.5/2 - 3/2.5/2= 24/4-15/4-15/4 = -3a/4 ½a. 1(1+1) - 3/2.5/2 - 3/2.5/2= 8/4-15/4-15/4 = -11a/4 ½a /2.5/2 - 3/2.5/2= 8/4-15/4-15/4 = -15a/4 F=J+I, J+I-1,..J-I Beispiel Hyperfeinstruktur

18 Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, Zum Mitnehmen Energieniveaus nur abhängig von Gesamtdrehimpuls-QZ j, wenn man sehr kleine höhere Ordung Korrekturen (Lamb-Shift) weglässt. Lamb-Shift verschiebt auch Niveaus mit gleichen QZ j. Ursache: Strahlungskorrekturen der Quantenelektrodynamik QED. wie z.B. Photonemission und Reabsorbtion des Elektrons. Hierdurch entsteht eine Art Zitterbewegung, wodurch das Elektron nahe am Kern weniger stark am Kern gebunden ist. Dadurch wird die Energie erhöht, weil das Elektron weniger tief im Potentialtopf sitzt. Hyperfeinstruktur: Aufspaltung der Energieniveaus eines Atoms aufgrund der Kopplung des magnetischen Kernmomentes mit dem von den Elektronen der Atomhülle am Kernort erzeugten Magnetfeld.


Herunterladen ppt "Wim de Boer, Karlsruhe Atome und Moleküle, 11.06.2013 1 VL13. Spin-Bahn-Kopplung (II) 13.1. Landé-Faktor (Einstein-deHaas Effekt) 13.2. Berechnung des."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen