2018-07-04
Атом в состоянии $^{2}P_{3/2}$ находится во внешнем магнитном поле с индукцией $B = 1,0 кГс$. Найти с точки зрения векторной модели угловую скорость прецессии полного механического момента этого атома.
Решение:
Если $\vec{M}$ - полный вектор углового момента атома, то существует магнитный момент
$\vec{\mu}_{m} = g \mu_{B} \vec{M} / \hbar$
связанные с ним; здесь $g$ - фактор Ланде. В магнитном поле индукции $\vec{B}$ энергия
$H^{ \prime} = - g \mu_{B} \vec{M} \cdot \vec{B} / \hbar$
связана с ним. Этот интервал взаимодействия соответствует задаче вектора углового момента, потому что если он приводит к уравнению движения вектора углового момента формы
$\frac{d \vec{M} }{dt} = \vec{ \Omega} \times M$
$где \vec{ \Omega} = \frac{g \mu_{B} \vec{B} }{ \hbar}$
Используя гауссовское выражение $\mu_{B} \: \mu_{B} = 0,927 \cdot 10^{ - 20} эрг / Гс, B = 10^{3} Гс \hbar = 1,054 \cdot 10^{-27} эрг \cdot сек$ и для состояния $^{2}P_{3/2}$
$g = 1 + \frac{ \frac{3}{2} \frac{5}{2} + \frac{1}{2} \frac{3}{2} - 1 \cdot 2 }{2 \cdot \frac{3}{2} \cdot \frac{5}{2} } = 1 + \frac{1}{3} = \frac{4}{3}$
и $\Omega = 1,17 \cdot 10^{10} рад / с$
Та же формула справедлива и в единицах СИ. Но $\mu_{B} = 0,927 \cdot 10^{-23} А \cdot м^{2}, N = 10^{-1} Т$ и $\hbar = 1,054 \cdot 10^{ - 34} Дж \cdot с$. Ответ тот же.