Сдвиг спектральной линии в магнитном поле — для нескольких энергетических уровней

Какие уравнения используются

В слабом магнитном поле сдвиг энергии равен ΔE = μБ·B·(gᵤmᵤ − gₗmₗ). Частотное смещение вычисляется через постоянную Планка. Наблюдаемый сдвиг определяется разностью магнитных энергий двух состояний, а не абсолютной энергией каждого уровня. Для этого варианта: Тепловое уширение оценивается по массе и температуре атома, а магнитная частота — по выбранной паре квантовых состояний.

Именно для задачи «Сдвиг спектральной линии в магнитном поле — для нескольких энергетических уровней» параметры собираются как система независимых исходных данных. Исходное состояние определяется всеми введёнными полями, а результат рассчитывается на сервере с проверкой значений. В данном режиме «Главное квантовое число верхнего уровня» в проверочном примере равно 3. Факторы Ланде и магнитные квантовые числа нельзя заменять одним коэффициентом без сведений о квантовом состоянии.

В этой конфигурации исследуется для нескольких уровней или каналов. При смене поля следует сопоставлять физические величины одной размерности и помнить, что условные модельные системы отличаются от конкретных изотопов. В данном режиме «Главное квантовое число нижнего уровня» в проверочном примере равно 2. Различимость расщеплённых линий зависит от величины сдвига и ширины аппаратного либо теплового профиля.

Как задать физические величины

Нужно подготовить следующие значения: Заряд ядра Z; Главное квантовое число верхнего уровня; Главное квантовое число нижнего уровня; Магнитная индукция, Тл; Фактор Ланде верхнего уровня; Фактор Ланде нижнего уровня; Магнитное квантовое число верхнего уровня; Магнитное квантовое число нижнего уровня; Абсолютная температура, К; Масса иона или атома, а.е.м.. В данном режиме «Магнитная индукция, Тл» в проверочном примере равно 0.35. Факторы Ланде и магнитные квантовые числа нельзя заменять одним коэффициентом без сведений о квантовом состоянии.

Начальные числа частиц и длительности наблюдения относятся к одному образцу. Магнитные, температурные и спектральные показатели должны описывать один и тот же режим измерения для нескольких уровней или каналов. В данном режиме «Фактор Ланде верхнего уровня» в проверочном примере равно 1.25. Различимость расщеплённых линий зависит от величины сдвига и ширины аппаратного либо теплового профиля.

В работе по направлению «Линейный эффект Зеемана» стоит отдельно проверить единицы атомных масс, энергетических переходов и временных постоянных. Разница между эВ, МэВ, нм и секундами существенна. В данном режиме «Фактор Ланде нижнего уровня» в проверочном примере равно 0.9. Модель линейного Зеемана предполагает, что внешнее поле не перестраивает структуру электронного уровня радикально.

Как понимать результаты

Числовые результаты модели «Линейный эффект Зеемана» взаимосвязаны, поэтому следует анализировать не только один основной показатель, но также сопутствующие характеристики и предельные случаи. В данном режиме «Магнитное квантовое число верхнего уровня» в проверочном примере равно 1. Различимость расщеплённых линий зависит от величины сдвига и ширины аппаратного либо теплового профиля.

Для режима для нескольких уровней или каналов особенно полезно сравнивать два расчёта, в которых изменено только одно вводимое число. Это позволяет отделить влияние конкретной величины от изменений соседних условий. В данном режиме «Магнитное квантовое число нижнего уровня» в проверочном примере равно 1. Модель линейного Зеемана предполагает, что внешнее поле не перестраивает структуру электронного уровня радикально.

Когда рассчитываются популяции, скорости превращений или детекторный счёт, дробные ожидаемые числа допустимы: они обозначают среднее по ансамблю событий, а не долю отдельного ядра. В данном режиме «Абсолютная температура, К» в проверочном примере равно 90000. Наблюдаемый сдвиг определяется разностью магнитных энергий двух состояний, а не абсолютной энергией каждого уровня.

Ограничения модели и проверка

Линейное приближение эффекта Зеемана не применимо при сильном перемешивании уровней и в режиме Пашена—Бака. В данном режиме «Масса иона или атома, а.е.м.» в проверочном примере равно 16. Модель линейного Зеемана предполагает, что внешнее поле не перестраивает структуру электронного уровня радикально.

В реальном эксперименте спектр зависит от дополнительных уширений, аппаратного разрешения и взаимодействий, а ядерные реакции — от доступных каналов и энергетических порогов. В данном режиме «Заряд ядра Z» в проверочном примере равно 1. Наблюдаемый сдвиг определяется разностью магнитных энергий двух состояний, а не абсолютной энергией каждого уровня.

Результат калькулятора «Сдвиг спектральной линии в магнитном поле — для нескольких энергетических уровней» полезен для предварительной оценки и учебной проверки. Для инженерных решений учитывайте данные конкретного образца, погрешности приборов и допущения физических уравнений. В данном режиме «Главное квантовое число верхнего уровня» в проверочном примере равно 3. Факторы Ланде и магнитные квантовые числа нельзя заменять одним коэффициентом без сведений о квантовом состоянии.

Формула расчёта

Проверенные примеры

Как пользоваться онлайн-калькулятором

1. Введите значения в подписанных физических единицах; не смешивайте параметры разных установок.
2. Проверьте, что квантовые числа и интервалы времени соответствуют выбранному состоянию.
3. Сравните вычисленные величины, изменяя один из физических факторов за раз.