Тонкая структура спектров щелочных металлов

Спин электрона

Исследование спектров щелочных металлов показало, что каждая из линий является двойной (говорят образует дублет). Структура спектра, отражающая расщепление линий на компоненты, называетсятонкой структурой.

Сложные линии, состоящие из нескольких компонент, называют мультиплетами.

Расщепление спектральных линий очевидно связано с расщеплением энергетических уровней. Для объяснения этого расщепления Гаудсмит и Уленбек в 1925 г. предположили, что электрон обладает собственным моментом импульса, не связанным с движением в пространстве и называемым спином. Наличие у электронов спина следует считать вполне достоверно установленным и рассматривать спин, как внутреннее свойство, присущее электрону так же как заряд и масса.

Величина (модуль) спина электрона определяется по общим законам квантовой механики, так называемым спиновым квантовым числом s, равным ½:

(36.1)

Проекция спина на заданное направление может принимать квантованные значения, отличающиеся на :

. (36.2)

Спиновое магнитное квантовое число может принимать значения .

Экспериментально было установлено, что гиромагнитное отношение (отношение магнитного момента к связанному механическому) для спинового момента

. (36.3)

В сравнением с гиромагнитным отношением для орбитального движения электрона значение (36.3) в два раза больше. Об этом принято говорить, что спин обладает удвоенным магнетизмом. Спиновой магнитный момент, как следует из формулы (36.3):

. (36.4)

Знак « - » указывает на противоположность направлений магнитного и механического моментов. Напомним, что магнетон Бора

Соответственно проекция спинового магнитного момента может принимать значения

. (36.5)