这样理解Na的589.3nm的黄线实为两条谱线是否正确？

liaorongbao · 发表于 Post on 2023-10-21 20:42:48

本帖最后由 liaorongbao 于 2023-10-21 20:46 编辑

实验发现，在没有外环境磁场的情况下，Na的589.3nm的黄线实际不是一条而是两条(589.0nm+589.6nm)。是不是这样的？
读了张朝阳在搜狐的物理课的解释后，我按照我的理解再重新描述一遍。请专家审核一下，以免我理解错了。如下

Na发出的黄光：
如果不考虑Na原子的内层闭壳层内的10个电子，则单电子Na原子的3s轨道和3p轨道能量无差别。但如果考虑内层电子，则内层电子对3s的屏蔽小于对3p的屏蔽。导致3p感受到的核吸引力更小，因此3p轨道能量更高。3p电子退激回到3s轨道，则发出589.3nm的黄光。实际上，589.3nm的谱线是两条相近的谱线，即589和589.6nm；粗略地看是589.3nm。
现在对谱线分裂解释如下。
解释1：相对于Na的这个3s外层单电子的自旋磁矩来说，3p轨道的轨道角动量产生的轨道磁矩可以顺着自旋磁矩也可以逆着自旋磁矩。因此3p轨道有两个能级。
解释2：把电子看作不动，原子核看作绕电子圆周运动。则原子核的圆周运动会产生一个磁场B。这个磁场B会导致3p轨道的角动量在磁场B中有两个投影，因此3p轨道有两个能级，退激回到3s轨道时产生两条谱线。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2023-10-22 05:05:47

解释1正确。解释2得把“3p轨道的角动量”换成自旋角动量，而且换完以后可能也未必正确，因为此处电子是非惯性系，需要额外证明惯性力不会导致电子能级进一步分裂，或让被磁场分裂的能级合并（这一点或许是可以证明的，但我觉得不是显然的，应该不能不证）。

liaorongbao · 发表于 Post on 2023-10-23 21:54:35

本帖最后由 liaorongbao 于 2023-10-23 21:56 编辑

wzkchem5 发表于 2023-10-22 05:05
解释1正确。解释2得把“3p轨道的角动量”换成自旋角动量，而且换完以后可能也未必正确，因为此处电子是非惯 ...

很合理！解释2如果不换成自旋，的确感觉别扭。我当时能感觉到别扭，也理解不了。不过总体上解释2看来还是比较复杂，即便您解释后理解起来也不容易

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[综合交流] 这样理解Na的589.3nm的黄线实为两条谱线是否正确？