Teste 1

Efeito Zeeman

Interação Spin-Orbita

Stern-Gerlach

Objetivo

Medir possiveis valores do momento (de dipolo) magnetico de atomos de prata.

Experimento

Forno -> átomos de prata neutros -> colimador -> campo magnético nao uniforme ->placa metalica

Previsão Classica

Previsão Quantica

Feixe defletido seria espalhado em varias componentes discretas pois ulz possui valores discretos

Resultado

Feixe foi defletido em duas componentes

Ul do átomo pode esta em qualquer orientação possível do espaço -> borrao centrado no anteparo. Em outras palavras, feixe defletido seria espalhado numa banda continua devido á uma distribuição continua de valores ulz

Phipps e Taylor

Usando a técnica de Stern-Gerlach, mediram separação para átomos de hidrogrenio (o átomo foi importante pois a teoria quântica de Schrodringer ja fazia previsões completas deste átomo: l=0, ml=0, ulz=0).

Uma vez que Ulz=0 nenhuma deflexão deveria ser observada. Mas o feixe se separou em duas faixas novamente

Conclusão

Existe algum momento de dipolo magnético no átomo que nao foi levado em consideração

Dipolo magnético associado ao movimento de cargas no núcleo. Mas o momento seria da orgem de eh/2Mproton.

Experimentalmente o dipolo magnético medido através da separação dos feixes é da ordem de ub=eh/2Meletron

Núcleo nao pode ser responsável pelo momento de dipolo magnético observado, sua origem deve estar ligado ao eletron

Resolução de Exercicios

IFzI = (dB/dz)*usz

usz= -gs.ub.ms

IFzI = Massa.IazI

Eletron tem um momento de dipolo magnético intrínseco (spin). Como o núcleo orbita em torno do eletron (no referencial do eletron) ele gera um campo. Este campo magnético interage com o momento de dipolo magnético do eletron (i.e. com seu spin)

A interação spin-orbita para l diferente de 0 leva a um desdobramento do cada nivl de energia em dois outros

<Vsl> é chamo de desvio dos níveis de enrgia. Para calcular o nível de desdobramento de energia correspondente a um nível 2p (por ex) causado pela interação spin-orbita devemos fazer: dEsl = <Vsl>3/2 - <Vsl>1/2

O campo gerado pelo núcleo se da por: B = - (Z.e.Uo. vxr)/4pi.r^3

Assim quando maior o numero de átomos mais forte será a interação spin-orbita

j=l +1/2

j= l - 1/2

para n:

K=1

L=2

M=3

N=4

para l:

s=0

p=1

d=3

<Vsl> = (j(j+1) - l(l+1) - s(s+1) alfa^2. Eo)/ l(l+1)(2l+1).n^3

Usar depois de descobrir l: j= l+1/2, l-1/2

Eo = 13,6 eV

alfa= 1/137

Desdobramento de linhas espectrais de átomos devido a um campo magnético aplicado (i.e. um campo magnético externo).

Mudança da frequência associada a uma linha espectral indica que houve uma variação do nível de energia de um dos estados

"Anomalo"

"Normal"

Spin total Stotal = 0 e então Jtotal=Ltotal. Assim os deslocamentos de níveis de energia estão associados apenas ao momentos de diplo magnético orbital

Cada nível se desdobra em Ml=2l+1 subniveis

Spin de pelo menos um dos estados é diferente de 0. Stotal diferente de 0.

B<<Bint (interação spin-orbital é importante)

B>>Bint (interação spin-orbita é desprezível)