Каким образом и для чего вводится понятие терма атома? Что оно означает?

В случае нормальной связи вводится понятие терма атома, который полностью характеризует энергетическое состояние всего атома в целом, термы принято обозначать символами:

Где ν=2S+1 – мультиплетность, J – квантовое число полного момента. Отличие с обозначением, введенными для электрона лишь в том, что малые буквы s и j заменены на соответствующие большие S и J. Приведем примеры термов систем с двумя электронами. Здесь возможны два случая: S = 0 (спины электронов противоположны) и S = 1 (спины сонаправлены). В первом случае J = L и 2S + 1 = 1, т. е. все термы — синглеты. Во втором случае 2S + 1 = 3, т. е. все три терма — триплеты. Сказанное сведено для наглядности в таблицы 2 и 3.

У некоторого атома значение результирующего квантового числа S спинового момента равно 2. При этом значение квантового числа L результирующего орбитального момента равно 3. Написать все возможные термы.

ν=2S+1=2*2+1=5

J=5; 4; 3; 2; 1
, , ,

4) Каков физический смысл «правил отбора»? Возможен ли в принципе переход с ΔL=2?

Следует отметить, что мультиплетность v дает количество подуровней только в случае S < L (в случае же S > L, число подуровней равно 2L + 1). Следует также помнить, что не все термы, формально получаемые с помощью векторной модели сложения, реализуются в реальных атомах. Для детального анализа возможности существования того или иного состояния, нужно рассматривать более подробно строение электронной оболочки атома. Следует отметить, что не все переходы между термами возможны. Эти переходы должны подчиняться правилам отбора. Эмпирически было установлено, что при нормальной связи в сложных атомах правила отбора для квантовых чисел L, S, J таковы:

При этом, однако, переход J = 0 → J = 0 запрещен. Указанные правила отбора обоснованы квантовой теорией и не всегда являются достаточно жесткими. Напомним, суть этих правил в том, что только при таких изменениях квантовых чисел L, S, J вероятность переходов является существенной

Какова связь магнитного момента с механическим моментом количества движения атома? Что называется гиромагнитным отношением?

Электрон, движущийся по орбите, наряду с механическим моментом количества движения обладает также магнитным моментом. Движение электрона по орбите эквивалентно контуру с током, поэтому он возбуждает в окружающем пространстве магнитное поле, равное полю магнита с моментом 𝑝⃗⃗⃗⃗𝑚⃗ , равным:

𝑝⃗⃗⃗⃗𝑚⃗ = 𝐼𝑆𝑛⃗ (2.1)

где I — сила тока в контуре, S — площадь контура, 𝑛⃗ — единичный вектор нормали к плоскости контура. Направление магнитного момента обычно находится по правилу буравчика: если вращать ручку буравчика в направлении тока, то направление магнитного момента будет совпадать с направлением поступательного движения буравчика. Двигаясь по круговой орбите радиуса r со скоростью υ, частица с зарядом q совершает один оборот за время 𝛥𝑡 = 2𝜋𝑟/𝜐 , и создает эффективный круговой ток рис. 1.1:

Рис. (2.3 - последний) - гиромагнитное отношение.