Энергетические переходы водородоподобного иона — при внешнем магнитном поле

Какие уравнения используются

Энергии водородоподобных уровней задаются законом Eₙ = −13,6057·Z²/n² эВ с учётом приведённой массы. Из разности уровней вычисляются частота и длина волны. Серия линий образуется переходами между дискретными связанными состояниями. Для водорода переход на уровень n=2 относится к серии Бальмера. Для этого варианта: Небольшое поле смещает энергетический переход, если магнитные моменты исходного и конечного состояния различаются.

Именно для задачи «Энергетические переходы водородоподобного иона — при внешнем магнитном поле» 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 нижнего уровня» в проверочном примере равно 2. При расчёте спектра полезно отделять ширину линии от положения её центра: это разные экспериментальные характеристики.

В этой конфигурации исследуется с учётом магнитного поля. При смене поля следует сопоставлять физические величины одной размерности и помнить, что условные модельные системы отличаются от конкретных изотопов. В данном режиме «Масса иона или атома, а.е.м.» в проверочном примере равно 16. Задача описывает одиночный электрон; спектр многозарядных одноэлектронных ионов смещается примерно пропорционально квадрату заряда.

Как задать физические величины

Нужно подготовить следующие значения: Заряд ядра Z; Главное квантовое число верхнего уровня; Главное квантовое число нижнего уровня; Масса иона или атома, а.е.м.; Абсолютная температура, К; Магнитная индукция, Тл; Разность магнитных факторов gm для уровней. В данном режиме «Абсолютная температура, К» в проверочном примере равно 90000. При расчёте спектра полезно отделять ширину линии от положения её центра: это разные экспериментальные характеристики.

Начальные числа частиц и длительности наблюдения относятся к одному образцу. Магнитные, температурные и спектральные показатели должны описывать один и тот же режим измерения с учётом магнитного поля. В данном режиме «Магнитная индукция, Тл» в проверочном примере равно 0.35. Задача описывает одиночный электрон; спектр многозарядных одноэлектронных ионов смещается примерно пропорционально квадрату заряда.

В работе по направлению «Спектр водородоподобного иона» стоит отдельно проверить единицы атомных масс, энергетических переходов и временных постоянных. Разница между эВ, МэВ, нм и секундами существенна. В данном режиме «Разность магнитных факторов gm для уровней» в проверочном примере равно 0.75. Серия линий образуется переходами между дискретными связанными состояниями. Для водорода переход на уровень n=2 относится к серии Бальмера.

Как понимать результаты

Числовые результаты модели «Спектр водородоподобного иона» взаимосвязаны, поэтому следует анализировать не только один основной показатель, но также сопутствующие характеристики и предельные случаи. В данном режиме «Заряд ядра Z» в проверочном примере равно 1. Задача описывает одиночный электрон; спектр многозарядных одноэлектронных ионов смещается примерно пропорционально квадрату заряда.

Для режима с учётом магнитного поля 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 «Главное квантовое число верхнего уровня» в проверочном примере равно 3. Серия линий образуется переходами между дискретными связанными состояниями. Для водорода переход на уровень n=2 относится к серии Бальмера.

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 «Главное квантовое число нижнего уровня» в проверочном примере равно 2. Приведённая масса учитывает движение ядра, поэтому замена изотопа немного сдвигает частоту даже при одинаковом заряде ядра.

Ограничения модели и проверка

При больших Z необходимы релятивистские и многоэлектронные поправки; модель применима к одноэлектронным ионам. В данном режиме «Масса иона или атома, а.е.м.» в проверочном примере равно 16. Серия линий образуется переходами между дискретными связанными состояниями. Для водорода переход на уровень n=2 относится к серии Бальмера.

В реальном эксперименте спектр зависит от дополнительных уширений, аппаратного разрешения и взаимодействий, а ядерные реакции — от доступных каналов и энергетических порогов. В данном режиме «Абсолютная температура, К» в проверочном примере равно 90000. Приведённая масса учитывает движение ядра, поэтому замена изотопа немного сдвигает частоту даже при одинаковом заряде ядра.

Результат калькулятора «Энергетические переходы водородоподобного иона — при внешнем магнитном поле» полезен для предварительной оценки и учебной проверки. Для инженерных решений учитывайте данные конкретного образца, погрешности приборов и допущения физических уравнений. В данном режиме «Магнитная индукция, Тл» в проверочном примере равно 0.35. При расчёте спектра полезно отделять ширину линии от положения её центра: это разные экспериментальные характеристики.

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.