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Elektron hat Spin
Drehimpulsvektor
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Elektronenspin
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gyromagnetisches Verhältnis
Bahndrehimpuls
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bilden Gesamtdrehimpuls
mit
-Elektron
,
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für wird
Richtungsquantisierung
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Spin-Bahn-Kopplung
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zu gehört
Auswahlregel:
Übergang
verboten
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Spin-Bahnkopplung nach Bohr
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Biot-Savart
Magnetfeld von
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da
ist
Rücktrafo: Faktor
Thomasfaktor aus rel. Betrachtung
Spin präzediert um
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Spinpräzession. Links Skizze, rechts Vektoraddition
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potentielle Energie
mit
(mit Thomaskorrektur)
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in
ist
, der Radius der
-ten Bohrschen Bahn.
Dann ist
und
und nach Mitteilung
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p-Aufspaltung
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Elektronenspinresonanz
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Energieunterschied
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Situation von oben gesehen
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Übergänge treten auf, wenn
oder
Präzessionsfrequenz:
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Elektronen-Spin-Resonanz: Aufbau
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Zeemann-Effekt klassisch
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Lineare Schwingung schräg zum -Feld entspricht
-Feld beeinflusst 1) nicht
2), 3) werden beschleunigt oder gebremst (Larmor-Frequenz)
Kräftegleichgewicht im Atom
wir haben noch die Lorentz-Kraft
aus (c) folgt, dass
unverändert bleibt.
Wir setzen und
oder
Lösungen:
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das heisst, wenn
ist, wird die Gleichung gelöst.
Die Frequenz ändert sich wie
mit
d.h. der klassische Zeemanneffekt bewirkt eine konstante Frequenzverschiebung.
Zeemann-Triplett
normaler Zeemann-Effekt wenn und
nicht koppeln.
anomaler Zeemanneffekt und
koppeln
-Faktoren der Terme sind unterschiedlich
Zeemann-Effekt, Quantenmechanik
Hamiltonoperator im Magnetfeld
Vermutung
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Rechnung mit kanonischen Impulsen
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||
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vernachlässige
Diamagnetismus
mit
Da die Eigenfunktion für
bekannt sind
Der Messwert einer Grösse ist durch
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mit
Tripletts, aber Dipol-Auswahlregeln erlauben nur
Ca, Yb zeigen normalen Zeemann-Effekt, alle anderen Atome zeigen den anomalen Zeemann-Effekt.
Paschen-Back-Effekt
hohes Magnetfeld
und
koppeln nicht mehr