Наука и научные открытия

Назовем ориентацией по полю такую, при которой магнитные силовые линии внешнего поля, выходящие из северного полюса внешнего магнита, входят в южный полюс прямого микроскопического магнита, за который можно принять вращающийся электрон. При такой ориентации энергия электрона минимальна, он занимает наиболее «удобное» положение. Попробуем «перевернуть» электрон на сто восемьдесят градусов в направлении, противоположном направлению магнитного поля. При этом придется совершить работу: преодолеть силы притяжения разноименных магнитных полюсов и силы отталкивания одноименных. Во втором положении против поля энергия электрона несколько выше, чем в положении по полю. Следовательно, в магнитном поле в 2s-состоянии возможны два значения энергии электрона, несколько отличающиеся от энергии на этом уровне в отсутствие поля. Один s-уровень расщепляется в магнитном поле на два.

В 2s-состоянии орбитальное квантовое число равно единице. Электрон обладает орбитальным механическим моментом. Но у него есть и спиновый момент 2 % Суммарный момент количества движения электрона в 2s-состоянии равен сумме этих моментов, т. е. 3/2. Такую величину на этом уровне имеет максимальное значение магнитного квантового числа. Суммарному механическому моменту соответствует некоторый магнитный момент. Как уже говорилось, составляющая механического момента вдоль магнитного поля квантуется, ее значения могут быть только дискретными, отличаясь друг от друга на единицу, т. е. равны 3/2, 7r,-3/r. В результате квантования механического момента квантуется и проекция суммарного магнитного момента на направление магнитного поля. Собственно поэтому возник термин «магнитное квантовое число». Каждой из составляющей механического, следовательно, и магнитного момента вдоль внешнего магнитного поля соответствует свое значение энергии электрона. В одном из значений, скажем 3/r, энергия электрона минимальна, поскольку магнитный момент расположен так, что магнитные силовые линии, выходящие из северного полюса магнита, попадают в южный полюс магнита, образованного от вращения электрона по орбите и вокруг своей оси. При значении магнитного квантового числа r электронный магнит несколько отклонен от магнитного поля и расположен к нему под углом.

Читайте также:

1. Проекция момента количества движения
2. Скорость вращения электрона
3. Собственный магнитный момент
4. Излучение мощного фотона
5. Возвращение электрона с удаленной орбиты