Molekular spektroskopiya: umumiy prinsipllar va tasnifi

Magnit xususiyatlari juftlashtirilmagan elektron ichida erkin radikallar

Ulenbek va Gudsmit - 1925 yilda o'tkazilgan Shtern va Gerlax tajribalari elektronning spin deb ataladigan o'ziga xos burchak momentumiga ega, deb taxmin qilish uchun asos bo'ldi . ammo elektronning spin burchak momentining qiymati va yo'nalishini aniq belgilash kvant mexanik sabablarga ko'ra mumkin emas (noaniqlik printsipi). Uning mutlaq qiymatini va uning proyeksiyalaridan birining qiymatini faqat fazoning qaysidir bir yo'nalishi bo'yicha aniqlash mumkin (odatda ^{olinadi ). boshiga o'qi z Kartezian tizimlari koordinatalar). Bu proyeksiya ifodalangan sifatida} Sz ^{= h m} s ^{, bu erda h = h/2  = 1,0546  10 -34 J  s kamaytirilgan Plank doimiysi, m} s . ^{=  1/2 -} spin kvant soni. Shunday qilib, elektron spinining z o'qiga proyeksiyasi ^{ikkita diskret qiymatga ega bo'lishi mumkin: S} z ^{= + (1/2) h va S} z ^{= - (1/2) h . Bu holatlarning birinchisi}  deb ataladi , ikkinchisi esa -  .
Magnit xususiyatlari haddan tashqari ko'pchilik ozod radikallar deyarli butunlay juftlashtirilmagan elektronning spini tufayli.
Ga ko'ra qonunlar klassik elektrodinamika, Mavjudligi da elektron orqaga (burchak momenti - ya'ni ob'ektning aylanishi bilan bog'liq miqdor), shuningdek elektr zaryadi, kerak haydash uchun paydo bo'lishi magnit lahza, proyeksiya kim z o'qida joylashgan
^z _ ^{=  Sz} _ ^{= h _ m} s ^{, qayerda kattalik  chaqirdi giromagnit munosabat. Klassik} magnitlanish nazariyasi elektronning giromagnit nisbati ifodasini beradi
^{ = - e/2m} e ^{s (CGSEda) yoki  = - e/2m} e ^{(SIda), bu erda e - elementar zaryad, m} e elektronning ^{massasi ,} Bilan - tezlik Sveta ichida vakuum. Imzo minus U gapiradi haqida hajmi, nima prognozlar elektronning burchak momenti va magnit momenti qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilgan.
^{Ish e h /2m} e ^{s (SGSE), yoki e h /2m} e ^{(SI), Bo'lgandi nomli magneton Bora , } e ^{, va} magnit momentlarni o'lchash uchun qulay birlik ekanligini isbotladi.
Ustida amaliyot chiqdi, nima eksperimental tarzda o'lchandi aylanish magnit elektronning impulsi klassik nazariya tomonidan bashorat qilinganining yarmiga teng.
^{Natijada, tuzatish o'lchovsiz omil g} e ^{= 2,0023,} elektron g faktor deb ataladi. Shunday qilib, elektron ^{spinining proyeksiyalari magnit moment mumkin bolmoq tasvirlangan ifoda z} _ ^{= - g} e ^ e ^m s ^{, qayerda m} s ⁼
 1/2. Tashqi magnit maydonlar bo'lmaganda, bu ikki spin holatining energiyalari bir xil bo'ladi. Biroq, agar uchun namuna, o'z ichiga olgan kimyoviy zarralar Bilan juftlashtirilmagan
B induksiyasi bilan magnit maydonni qo'llang , keyin ta'sir kuzatiladi Zeeman, keyin u yerda o'zaro ta'sir magnit daqiqalar bular zarralar Bilan tashqi magnit maydon. Bunday o'zaro ta'sirning energiyasi quyidagi ifoda bilan tavsiflanadi:


^{E = - } z ^{ B} z ^{= - g} e ^ e z ^{ichida m} s ^{, qayerda} z ^{ichida - komponent induksiya tashqi dalalar birga boltalar z.}


Shunday qilib yo'l energiya ikki aylanish davlatlar juftlashtirilmagan elektronlar ichida erkin radikallar tengsiz bo'ladi va ularning energiyalaridagi farq qo'llaniladigan magnit maydon induksiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ravishda o'sadi (1-rasm).