题目
Li漫线系的一条谱线((3)^2(D)_(3/2)arrow (2)^2(P)_(1/2))在弱磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能级跃迁图。
Li漫线系的一条谱线
在弱磁场中将分裂成多少条谱线？试作出相应的能级跃迁图。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定能级分裂
在弱磁场中，原子能级会分裂。对于${3}^{2}{D}_{3/2}$和${2}^{2}{P}_{1/2}$能级，我们需要考虑它们在磁场中的分裂情况。由于不考虑核磁矩，分裂主要由电子的轨道和自旋磁矩引起。
步骤 2：计算${3}^{2}{D}_{3/2}$能级分裂
${3}^{2}{D}_{3/2}$能级的轨道角动量$l=2$，自旋角动量$S=\frac{1}{2}$，总角动量$J=\frac{3}{2}$。在弱磁场中，这个能级分裂成$2J+1=4$个子能级，对应$M_J=\frac{3}{2},\frac{1}{2},-\frac{1}{2},-\frac{3}{2}$。
步骤 3：计算${2}^{2}{P}_{1/2}$能级分裂
${2}^{2}{P}_{1/2}$能级的轨道角动量$l=1$，自旋角动量$S=\frac{1}{2}$，总角动量$J=\frac{1}{2}$。在弱磁场中，这个能级分裂成$2J+1=2$个子能级，对应$M_J=\frac{1}{2},-\frac{1}{2}$。
步骤 4：确定跃迁谱线数
从${3}^{2}{D}_{3/2}$能级的4个子能级到${2}^{2}{P}_{1/2}$能级的2个子能级的跃迁，共有$4\times2=8$条可能的跃迁谱线。但是，由于选择定则，只有$M_J$值相差1的跃迁是允许的，因此实际跃迁谱线数为6条。
步骤 5：绘制能级跃迁图
绘制能级跃迁图，展示${3}^{2}{D}_{3/2}$能级的4个子能级到${2}^{2}{P}_{1/2}$能级的2个子能级的跃迁情况。
在弱磁场中，原子能级会分裂。对于${3}^{2}{D}_{3/2}$和${2}^{2}{P}_{1/2}$能级，我们需要考虑它们在磁场中的分裂情况。由于不考虑核磁矩，分裂主要由电子的轨道和自旋磁矩引起。
步骤 2：计算${3}^{2}{D}_{3/2}$能级分裂
${3}^{2}{D}_{3/2}$能级的轨道角动量$l=2$，自旋角动量$S=\frac{1}{2}$，总角动量$J=\frac{3}{2}$。在弱磁场中，这个能级分裂成$2J+1=4$个子能级，对应$M_J=\frac{3}{2},\frac{1}{2},-\frac{1}{2},-\frac{3}{2}$。
步骤 3：计算${2}^{2}{P}_{1/2}$能级分裂
${2}^{2}{P}_{1/2}$能级的轨道角动量$l=1$，自旋角动量$S=\frac{1}{2}$，总角动量$J=\frac{1}{2}$。在弱磁场中，这个能级分裂成$2J+1=2$个子能级，对应$M_J=\frac{1}{2},-\frac{1}{2}$。
步骤 4：确定跃迁谱线数
从${3}^{2}{D}_{3/2}$能级的4个子能级到${2}^{2}{P}_{1/2}$能级的2个子能级的跃迁，共有$4\times2=8$条可能的跃迁谱线。但是，由于选择定则，只有$M_J$值相差1的跃迁是允许的，因此实际跃迁谱线数为6条。
步骤 5：绘制能级跃迁图
绘制能级跃迁图，展示${3}^{2}{D}_{3/2}$能级的4个子能级到${2}^{2}{P}_{1/2}$能级的2个子能级的跃迁情况。