题目
若外加磁场的强度H0逐渐加大时,则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的?……………………………………………………………………………( )A. 不变B. 逐渐变大C. 逐渐变小D. 随原核而变
若外加磁场的强度H0逐渐加大时,则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的?……………………………………………………………………………( )
A. 不变
B. 逐渐变大
C. 逐渐变小
D. 随原核而变
题目解答
答案
B. 逐渐变大
解析
考查要点:本题主要考查核自旋能级在外部磁场中的能量变化规律,涉及塞曼效应的基本概念。
解题核心思路:
原子核在外部磁场中,其自旋磁矩与磁场相互作用导致能级分裂。能级间距与外磁场强度成正比,因此当外磁场增强时,低能态跃迁到高能态所需能量会增大。
破题关键点:
- 能量差公式:$\Delta E = \mu H_0$,其中$\mu$为核磁矩(固定值),$H_0$为外磁场强度。
- 正比例关系:$\Delta E$随$H_0$线性增大。
原子核的自旋磁矩$\mu$在外磁场中取向不同会导致能量差异。根据塞曼效应,能级间距为:
$\Delta E = \mu H_0$
其中:
- $\mu$是核的固有属性(如质子磁矩),与磁场无关;
- $H_0$是外磁场强度。
当$H_0$逐渐增大时,$\Delta E$线性增加,因此低能态跃迁到高能态所需能量逐渐变大。