Эффект Зеемана

Эта задача относится к физике, раздел квантовая физика, тема "Эффект Зеемана".

Для решения задачи выполним следующие шаги:

1. Определение термов и правила переходов:
   • Терм ¹D₂: для него l = 2, следовательно, возможные значения m_l = -2, -1, 0, 1, 2.
   • Терм ¹F₃: для него l = 3, следовательно, возможные значения m_l = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3.
2. Определение возможных переходов:

   Переходы разрешены, если выполняются правила отбора Δm_l = 0, ±1.

3. Рассмотрение эффекта Зеемана:

   В слабом магнитном поле магнитное взаимодействие можно рассматривать как возмущение, и применимы простые правила отбора. Это стандартная ситуация для простого эффекта Зеемана.

4. Вычисление сдвигов Зеемана:

   Сдвиг частоты каждого из уровней в магнитном поле определяется формулой:

   ΔE = μ_B * B * g * m_l

   где μ_B — магнетон Бора, B — напряженность магнитного поля, g — фактор Ланде, m_l — магнитное квантовое число.

5. Вычисление для данного B = 0.1 Тл:

   Поскольку для термов ¹D и ¹F g-фактор отличен от нуля, необходимо учитывать этот фактор при рассмотрении сдвигов уровней. Группы уровней с разными m_l распределяются по энергии в поле, что приводит к множественности зеемановских компонент.

6. Заключение об эффекте:

В данном случае наблюдается простой эффект Зеемана, так как расщепление связано с орбитальным движением, без учета спин-орбитального взаимодействия (мультиплеты остаются неизменны, меняются только уровни m_l). Такое решение покажет различные компоненты спектральной линии, и для каждого перехода можно будет определить соответствующий сдвиг частоты.