спин-орбитальное взаимодействие

СПИН-ОРБИТАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ - взаимодействие частиц, зависящее от величин и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов кол-ва движения и приводящее к т. н. тонкому (мультиплетному) расщеплению уровней энергии системы (см. Тонкая структура ).С--о. в.- релятивистский эффект; формально оно получается, если энергию быстро движущихся во внеш. поле частиц находить с точностью до v²/с², где v - скорость частицы.

Наглядное физ.истолкование С--о. в. можно получить, рассматривая, напр., движение электрона в атоме водорода. Электрон обладает собств. моментом кол-ва движения - спином ,с к-рым связан спиновый магн. момент. Электрон движется вокруг ядра по нек-рой «орбите» (примем этот полуклассич. образ). Обладающее электрич. зарядом ядро создаёт кулоновское электрич. поле, к-рое должно оказывать воздействие на спиновый магн. момент движущегося по «орбите» электрона. В этом можно убедиться, если мысленно перейти в систему отсчёта, в к-рой электрон покоится (т. е. в систему, движущуюся вместе с электроном). В этой системе отсчёта ядро будет двигаться и как любой движущийся заряд порождать магн. поле Н, к-рое будет воздействовать на магн. момент электрона. Электрон получит дополнит. энергию, обусловленную этим взаимодействием и зависящую от ориентации:

Т. к. проекция m_н магн. момента m на направление Н может принимать два значения (¹/₂, в единицах h), то С--о. в. приводит к расщеплению уровней энергии в атоме водорода (и водородоподобных атомах) на два близких подуровня - к дублетной структуре уровней. У многоэлектронных атомов картина тонкого расщепления уровней энергии оказывается более сложной. Атомы щелочных металлов, у к-рых полный спин электронов равен ¹/₂, также обладают дублетной структурой уровней энергии.

С--о. в. существует и у нейтральных частиц, напр. у нейтронов, имеющих и орбитальный и спиновый меха-нич. моменты. Весьма существенно С--о. в. в атомных ядрах, вклад к-рого в полную энергию взаимодействия велик (достигает 10%). в. И. Григорьев.

   <<      Предметный указатель      >>