考查要点：本题要求从碱金属光谱双线规律和电子自旋与轨道相互作用两个角度，解释S项精细结构为单层的原因。
解题核心：

1. 光谱线规律：通过分析不同线系（如第二辅线系、主线系）的双线间隔特性，推断能级结构。
2. 物理机制：结合自旋-轨道相互作用，说明S能级因轨道磁矩为0而不分裂。
   关键点：

• 第二辅线系双线间隔相等 → S能级单层，P能级双层。
• 主线系双线间隔随波数减小 → P能级分裂随n变化，S能级单层。
• 轨道磁矩为0 → S能级无自旋-轨道相互作用，不产生分裂。

从碱金属光谱双线规律分析

1. 第二辅线系的双线特性

   • 第二辅线系由S能级跃迁到最低P能级产生。
   • 实验现象：每条谱线均为双线，且波数差相等。
   • 推论：若S能级是单层，P能级是双层，则跃迁时双线间隔由P能级分裂决定，符合实验结果。

2. 主线系的双线特性

   • 主线系由P能级跃迁到最低S能级产生。
   • 实验现象：双线间隔随波数增加逐渐减小。
   • 推论：若S能级是单层，P能级分裂随主量子数n减小，则双线间隔变化符合实验。

从电子自旋与轨道相互作用分析

1. 自旋-轨道相互作用的本质
   • 精细结构由电子轨道磁矩与自旋磁矩相互作用产生附加能量。
   • S能级的特性：轨道角动量量子数$l=0$，轨道磁矩为0，无法与自旋磁矩作用，故无能量分裂。
   • P能级的特性：$l=1$，轨道磁矩非零，自旋-轨道相互作用导致能级分裂为双层。