* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

391 МАГНЕТО ОПТИКА 392 ( в п р о т и в н о м с л у ч а е п о л у ч и л о с ь бы н е р а с ­ щепление, а размытие спектральной линии). В |связи с этим возникает необходимость вве­ сти новое квантовое число, называемое маг­ н и т н ы м и л и э к в а т о р и а л ь н ы м ; оно о п р е д е ­ л я е т прерывность возможных пространст­ венных положений орбиты в магнитном п о л е . П о о п р е д е л е н и ю т (8) в и д н о , ч т о о н о может принимать р я д целых значений, ле­ ж а щ и х м е ж д у j и —j, в с е г о с л е д о в а т е л ь н о 2 ? - f l з н а ч е н и й . И з у р - и я (6) с л е д у е т т а к и м образом, что Дv = со (т - т ), (9) п р и ч е м со и м е е т з н а ч е н и е (3), в ы т е к а ю щ е е и з классической теории. Д л я выяснения поля­ ризации и интенсивности компонентов р а з ­ л о ж е н и я в теории Б о р а необходимо уста­ н о в и т ь соответствие с к л а с с и ч . т е о р и е й . Т а ­ кой принцип соответствия приводит к сле­ дующим выводам: возможные значения из­ менения магнитного квантового числа долж­ н ы у д о в л е т в о р я т ь у с л о в и ю Д т = ± 1 и л и 0; с л у ч а й Д т = 0 соответствует л-компонентам, с л у ч а й Дто=±1—cr-компонентам. Эти «пра­ в и л а отбора», вытекающие из п р и н ц и п а со­ ответствия, ограничивают число компонен­ т о в , в о з м о ж н ы х п о ф о р м у л е (9), и п р и в о д я т к нормальному триплету. В виде примера возьмем случай, когда квантовое число j в н а ч а л ь н о м с о с т о я н и и д о с т и г а е т з н а ч е н и я 3, а в к о н е ч н о м 2, т о г д а в о з м о ж н ы е з н а ч е ­ н и я магнитных к в а н т о в ы х чисел т,- и т бу­ д у т о п р е д е л е н ы со¬ * ъ^1ъАУ - Ь ли ^ « м е ж д у НИМИ будут з комбинироваться и давать компоненты расщепления только пары, связанные стрел­ ками, согласно вышеуказанному правилу. П о л у ч а е т с я в с е г о 15 к о м п о н е н т о в , о д н а к о , п о с к о л ь к у р а з н о с т и т — т = ± 1 и л и 0, о н и с т я г и в а ю т с я в н о р м а л ь н ы й т р и п л е т , т . е. п о ­ л у ч а е т с я тот ж е р е з у л ь т а т , что и в к л а с с и ч . теории. Причиною такого совпадения я в л я ­ е т с я п р е д п о л о ж е н н о е в ф-ле (9) т о ж д е с т в о со к а к в начальном, т а к и в конечном состоя­ нии. Более глубокий анализ магнитных ус­ л о в и й в атоме показывает, что такое тожде­ ство возможно только в том случае, если маг­ нитный момент в н е ш н и х электронов в атоме компенсируется собственным магнитным мо­ м е н т о м в р а щ а ю щ и х с я в о к р у г с в о и х осей э л е к т р о н о в ( э л е к т р о н н ы й «спин»), ч т о д о ­ стигается д л я случая так наз. сингулетных с п е к т р а л ь н ы х л и н и й (в о т л и ч и е от м у л ь т и плетных). В общем случае терм { к к г л а с н о ф и г н о Ф и г г й тесно с в я з а н о с о т н о ш е н и е м м а г н и т н о г о и м е х а н и ч . м о м е н т а в а т о м е . Д л я общего с л у ­ ч а я я в л е н и я З е е м а н а ф - л а (9) д о л ж н а б ы т ь заменена следующей: Av=co(m g -m g ), (12) причем п о п р е ж н е м у д . б. соблюдено усло­ в и е Д т = ± 1 и л и 0. К в а н т о в а я т е о р и я я в ­ ления Зеемана объясняет ряд эмпирич. за­ кономерностей, наблюдаемых в аномальном э ф ф е к т е : 1) в с е ч л е н ы о д н о й и т о й ж е с п е к ­ тральной серии дают одинаковый тип ано­ м а л ь н о г о э ф ф е к т а ; 2) г о м о л о г и ч е с к и е л и н и и (т. е. п о л у ч е н н ы е п р и о д и н а к о в о й к о м б и ­ н а ц и и с п е к т р а л ь н ы х термов) о б н а р у ж и в а ­ ют одинаковый тип расщепления (правило П р е с т о н а ) ; 3) с м е щ е н и е Av к а ж д о г о к о м ­ понента аномального явления Зеемана на­ ходится в простом отношении к смещению в н о р м а л ь н о м т р и п л е т е со, н а п р . д л я л и н и и i i k k ~ = Av=mg, &(10) гдед—так н а з . «магнитный фактор расщепле­ н и я » . Д л я н о р м а л ь н о г о я в л е н и я З е е м а н а он р а в е н 1, д л я а н о м а л ь н о г о о т л и ч е н от 1. П о луэмпирич. теория сложного аномального я в л е н и я Зеемана развита Л а н д е . П о этой теории, прекрасно совпадающей с опытом, 9=i + т+Т) Здесь s—квантовое число, характеризую­ щее собственное вращение э л е к т р о н а (спин), I — т . н а з . п о б о ч н о к в а н т о в о е ч и с л о , соответ­ ствующее моменту импульса орбитального д в и ж е н и я электрона. В атомной модели д D н а т р и я Av = ± | со, ~ со, | со ( п р а в и л о Р у н ге); 4) и н т е н с и в н о с т и к о м п о н е н т о в м а г н и т ­ ного расщепления находятся также в цело­ численных отношениях. В сильных магнитных полях аномальный э ф ф е к т р е з к о и з м е н я е т х а р а к т е р (эффект Пашена-Бака), приближаясь к нормально­ му триплету с уширенными компонентами, п р и ч е м с м е щ е н и е п е р е с т а е т быть п р о п о р ц и о ­ н а л ь н ы м п о л ю . Это п р о и с х о д и т в том с л у ­ ч а е , к о г д а ч а с т о т а собственной п р е ц е с с и и электронной орбиты становится соизмери­ мой с частотой прецессии во внешнем маг­ нитном поле; при слабых полях последняя значительно меньше первой. Абсолютная ве­ личина смещения в явлении Зеемана не­ з н а ч и т е л ь н а , н а п р и м е р д л я синей л и н и и в о ­ д о р о д а п р о и с х о д и т р а с щ е п л е н и е н а 0,8 А в о ч е н ь с и л ь н о м м а г н и т н о м п о л е в 45 000 гауссов. Непосредственное спектральное на­ блюдение эффекта возможно поэтому толь­ к о с п о м о щ ь ю н а и б о л е е с о в е р ш е н н ы х .диффракционных и интерференционных спек­ троскопов. Явление Зеемана легко обнару­ ж и в а е т с я однако косвенными оптич. мето­ дами, например по влиянию магнитного поля на степень поляризации резонансного излу­ чения ртути; д а ж е слабого магнитного п о л я земли достаточно, чтобы&резко изменить на­ блюдаемую поляризацию вследствие того, что к о м п о н е н т ы р а с щ е п л е н и я в п р о д о л ь н о м и поперечном эффекте п о л я р и з о в а н ы р а з ­ лично (Вуд и Эллит). Явление Зеемана на­ блюдается не только в газах, но й в твердых т е л а х , в особенности в к р и с т а л л а х н е к - р ы х редких земель, например в минералах ксенотиме и тизоните, содержащих редкие зем­ л и . Эти к р и с т а л л ы д а ю т п р и t° ж и д к о г о воздуха чрезвычайно тонкие полосы погло­ щения шириною в несколько А . Наблю­ даемый эффект всегда аномальный и отно­ с и т е л ь н о очень б о л ь ш о й (в к с е н о т и м е п о л у ­ ч а ю т с я с м е щ е н и я д о 10 А п р и с и л е п о л я в 27 000 г а у с с о в ) . a Я в л е н и е Ф а р а д е я . Исторически первым обнаруженным магнетооптич. эф­ ф е к т о м б ы л о вращение плоскости поляриза­ ции (см.) т е л а м и , н а х о д я щ и м и с я в м а г н и т ­ ном поле. Я в л е н и е это открыто Фарадеем в 1846 г . Е с л и в п о л е с и л ь н о г о э л е к т р о м а г ­ нита помещать стекло, различные твердые и ж и д к и е прозрачные тела, то, при наб-