Жақсы және аса жұқа құрылымның негізгі айырмашылығы мынада: жұқа құрылымдарда сызықтың бөлінуі электрондардың спин-орбиталық байланысы нәтижесінде пайда болатын энергия өзгерістерінің нәтижесі болып табылады, ал гипержұқа құрылымдарда сызықтың бөлінуі нәтиже болып табылады. магнит өрісі мен ядролық спин арасындағы әрекеттесу.
Әдетте, жұқа құрылым электрондардың спинінің және релятивистік емес Шредингер теңдеуіне релятивистік түзетулердің нәтижесінде пайда болатын атомдардың спектрлік сызықтарының сызықтық бөлінуін сипаттайды. Екінші жағынан, гипержұқа құрылым ішкі пайда болатын электр және магнит өрісі мен молекулалардағы атомдардың немесе ядролардың ядроларының өзара әрекеттесуінің нәтижесі болып табылады.
Жақсы құрылым дегеніміз не?
Жақсы құрылым – электрондардың спинінің және релятивистік емес Шредингер теңдеуіне релятивистік түзетулердің нәтижесінде атомдардың спектрлік сызықтарының бөлінуі. Бұл құбылысты алғаш рет 1887 жылы Альберт А. Мишельсон мен Эдвард В. Морли сутегі атомы үшін өлшеген. Оларды өлшеуге Арнольд Соммерфельд енгізген теориялар негіз болды. Бұл өлшемдер жұқа құрылым константасын енгізуге әкелді. Жұқа құрылым тұрақтысы - шамамен 1/137-ге тең өлшемсіз сан.
01-сурет: дейтерийге арналған жұқа құрылымды бөлу үлгісі (салқындатылған)
Спині жоқ релятивистік емес электрондардың кванттық механикасының болжамдарын пайдалана отырып, сызықтық спектрлердің жалпы құрылымын бере аламыз. Мысалы, сутегі атомында жалпы құрылым негізінен бас кванттық санға, n-ге тәуелді. Нақтырақ үлгіде атомның релятивистік және спиндік эффектілері де қолданылады, бұл сутегі атомының энергетикалық деңгейлерінің азғындауын бұзады және спектрлік сызықтарды бөлуге әкеледі. Жалпы құрылым энергиясына қатысты жұқа құрылымның бөліну шкаласын (Za)2 түрінде бере аламыз, мұндағы Z – атомдық нөмір, ал a – қанаттар құрылымының тұрақтысы.
Гиперфиндік құрылым дегеніміз не?
Аса жұқа құрылым – электрон бұлттары мен ядро арасындағы өзара әрекеттесу нәтижесінде атомдардағы, молекулалардағы және иондардағы энергия деңгейлерінің бөлінуі. Әдетте, атомдарда электр өрісінің градиентіндегі ядролық төртполюсті моменттің электрондары мен энергиясы тудыратын магнит өрісімен әрекеттесетін ядролық магниттік дипольдік моменттің энергиясы есебінен атомдарда гипержұқа құрылым пайда болады. Бұл атом ішіндегі зарядтың таралуына байланысты болады.
02-сурет: бейтарап сутегі атомына арналған жұқа және өте жұқа құрылым үлгілері
Сол сияқты, молекуладағы гипержұқа құрылым ядролық магниттік диполь моменті мен магнит өрісінің энергиясының әсерінен пайда болады, бірақ оған қосымша молекулалардағы әртүрлі магниттік ядролармен байланысқан энергия да кіреді. Ол сондай-ақ ядролық магнит моменттері мен молекуланың айналуы нәтижесінде пайда болатын магнит өрісі арасындағы өзара әрекеттесуді қамтиды.
Жақсы және гипержұқа құрылымның айырмашылығы неде?
Жалпы, жұқа құрылым электрондардың спинінің және релятивистік емес Шредингер теңдеуіне релятивистік түзетулердің нәтижесінде атомдардың спектрлік сызықтарының сызықтық бөлінуін сипаттайды. Жұқа және аса жұқа құрылымның негізгі айырмашылығы мынада: жұқа құрылымдарда сызықтың бөлінуі электрондардың спин-орбиталық байланысы нәтижесінде пайда болатын энергия өзгерістерінің нәтижесі болып табылады, ал гипержұқа құрылымдарда сызықтың бөлінуі өзара әрекеттесу нәтижесінде болады. магнит өрісі және ядролық спин.
Төмендегі кестеде жұқа және аса жұқа құрылымдар арасындағы айырмашылық жинақталған.
Қорытынды – Жақсы және гипержақсы құрылым
Жақсы құрылым – бұл электрондардың спинінің және релятивистикалық емес Шредингер теңдеуіне релятивистік түзетулердің нәтижесінде болатын атомдардың спектрлік сызықтарының бөлінуі. Сонымен қатар, гипержұқа құрылым - бұл электрондар бұлттары мен ядро арасындағы өзара әрекеттесу нәтижесінде атомдардағы, молекулалардағы және иондардағы энергия деңгейлерінің бөлінуі. Жұқа және аса жұқа құрылымның негізгі айырмашылығы мынада: жұқа құрылымдарда сызықтың бөлінуі электрондардың спин-орбиталық байланысы нәтижесінде пайда болатын энергия өзгерістерінің нәтижесі болып табылады, ал гипержұқа құрылымдарда сызықтың бөлінуі өзара әрекеттесу нәтижесінде болады. магнит өрісі және ядролық спин.
