Dispense del corso di Elementi di Fisica Atomica e Molecolare

Lo spettro degli atomi idrogenoidi in campo magnetico forteVediamo come si modifica lo spettro in presenza di un campo magnetico costante B.Abbiamo visto che i livelli energetici sono dati dalla relazione:E nlm=E n + µ B B(m+2m s ).Poiché valgono le regole di selezione∆l=±1∆m=0, ±1∆m s =0le righe spettrali corrispondenti alle transizioni tra gli stati con numero quantico principale n 1 →n 2avranno energia hω= E n2l’m’ - E n1lm = E n2 -E n1 + µ B B(∆m+2∆m s )= E n2 -E n1 + µ B B(∆m) con ∆m=0, ±1.Si osservano cioè tre righe spettrali (dette tripletto di Lorenz) a energia :⎛ ⎞2hω 0 =En 2 -En 1 = ⎜ 1 1RZ − ⎟2 2⎝ n1n 2 ⎠⎛ ⎞2hω + =En 2 -En 1 +µ B B= ⎜ 1 1RZ − ⎟ +µ⎜ 2 2 ⎟ B B= hω 0 +µ B B⎝ n1n 2 ⎠⎛ ⎞2hω - =En 2 -En 1 -µ B B = ⎜ 1 1RZ − ⎟ -µ 2 2B B=hω 0 -µ B B. Le transizioni permesse in approssimazione⎝ n1n 2 ⎠di dipolo tra gli stati n’d→np sono mostrate nella seguente figura:m s =-1/2m s =1/253