INTRO FISICA MODERNA FULL.pdf - Cosmofisica

114El formulismo de la teoría cuántica de Schrödinger no describe el spin del electrón 20 (laformulación relativista de Dirac, si lo hace).Interacción spin-órbitaAl mejorar la resolución de los espectrómetros ópticos en el estudio de las líneasespectrales, se observó que algunas líneas del átomo de hidrógeno y de los alcalinos enrealidad eran dos líneas muy juntas entre sí (esto se conoce como: estructura fina).Sommerfeld había justificado estas separaciones al considerar los efectos relativistas en elátomo de Hidrógeno. Sin embargo, se pensaba que en los alcalinos los electrones devalencia deberían tener menor velocidad y el efecto debería ser menor. La observación enrealidad mostraba un efecto mayor.La causa de la estructura fina es (principalmente 21 ) la interacción spin-órbita.Si se considera el observador propio del electrón (pensando clásicamente), éste observaráal núcleo atómico girando a su alrededor y generando un campo magnético (por sercargado); este campo magnético esta dado por:rBint1=euc21 dV ( r)r⋅ Lr dre interaccionará con el momento dipolar magnético intrínseco del electrón.La energía de interacción será:r rE = − ⋅sB intΔ μgsμB 1 dV ( r)r rΔE=S ⋅ L22euch r drFigura. Momentos dipolares magnéticos orbital y de spin del electrón20 La introducción del spin en el formulismo de Schrödinger se le hace mediante el reemplazo del siguienter q r r ⎛ r q r ⎞término en el Hamiltoneano p − A → σ ⋅⎜p − A⎟ c ⎝ c ⎠ 21 La estructura fina proviene de la introducción del spin en el término relativista, además aparece el llamadotérmino de Darwin, sin parangón clásico