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关于原子核的自旋§1.2原子核的自旋（角动量）1.原子核外电子的状态量子数主量子数能量量子化角动量量子数角动量量子化磁量子数空间量子化自旋量子数自旋运动量子化第2页,共14页，2024年2月25日，星期天2.原子核的自旋（角动量）由各个核子的轨道角动量和自旋共同确定，核自旋是核内所有核子的轨道角动量和自旋的矢量和。一般有两种耦合方式：第3页,共14页，2024年2月25日，星期天I

为原子核的自旋量子数，它为整数或半整数。原子核的自旋（角动量）

自旋在z

轴的投影为：磁量子数，2I＋1个实验得到的两条规律：

1)、偶A

核的自旋为整数；2)、奇A

核的自旋为半整数；其中偶偶核基态自旋为0；第4页,共14页，2024年2月25日，星期天

所以研究原子光谱的超精细结构是研究原子核性质的重要工具。

3.原子光谱的超精细结构核的自旋与电子的总角动量的相互作用而形成。研究原子光谱的初级阶段，只把原子核看成有一定质量的点电荷Ze，得到原子光谱的粗结构考虑了电子的自旋作用后，得到原子光谱的精细结构；考虑到原子核的自旋、磁矩的贡献时，得到原子光谱的超精细结构。第5页,共14页，2024年2月25日，星期天例：早期发现的钠D线(波长

D=589.3nm)是从3P到3S的跃迁时发出的谱线。(D光就是钠黄光)后发现，钠D线由两条谱线构成(

1=589.6nm，

2=589.0nm)，波长相差0.6nm。得到原子光谱的粗结构得到原子光谱的精细结构；粗结构精细结构第6页,共14页，2024年2月25日，星期天第7页,共14页，2024年2月25日，星期天这种分裂约为D1、D2线之间距离0.6nm的1/300。后来发现：D1线由两条线组成，相距0.0023nm；

D2线由两条线组成，相距0.0021nm。得到原子光谱的超精细结构。粗结构精细结构超精细结构可以利用超精细结构测量核自旋。第8页,共14页，2024年2月25日，星期天第9页,共14页，2024年2月25日，星期天*讨论内容：4.原子核自旋的测量所以，只要测出能级数目，可求I值；如果能级不能分裂，则I=0。（适用条件：当核自旋小时）第10页,共14页，2024年2月25日，星期天超精细相互作用能量分裂表达式常数A是能级分裂大小的量度.第11页,共14页，2024年2月25日，星期天适用条件：当能级分裂不止两个。举例：见书P11.第12页,共14页，2024年2月25日，星期天3)利用超精细结构谱线的相对强度设R1和R2分别是谱线结论：以上三种方法是通过测量原子光谱来定核的自旋，当然还有其他方法。对一个F值，有2F+1个MF值，它们具有相同的能量分裂，超精细结构光谱线的相对强度满足相加规则，即，不同F值的光强之比由统计权重（MF的个数）决定，也就是由2F+1之比决定。举例：见书P1

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