현대물리 바이저 책 연습문제를 보면
정상 zeeman 효과는 짝수개의 전자를 가진 원자에서만 나타난다고 하는데
그 이유가 알짜스핀이 0 이기 때문
여기서 궁금한게요.. 짝수개의 전자를 가질때 스핀이 같은 방향으로 평행할 수도 있는 거죠?
(외각 전자2 개가 평행이 될수도..훈트의 규칙..으로..)
그러면 정상zeeman효과는 짝수개의 전자를 가진 원자 전부에 해당하는건 아닌거죠?
외부자기장 내에 원자 -> 궤도각운동량 양자화 -> 에너지 차이 -> 정상 zeeman효과
외부자기장 내에 원자 -> 궤도각운동량 + 스핀각운동량 = 총원자 각운동량 양자화 -> 에너지차이 -> 비정상zeeman효과
이렇게 맞나요?
그렇다면 외부자기장 = 0 이 되면 정상,비정상 zeeman효과 둘다 관찰 불가능하고 내부zeeman효과만 관찰 가능한 건가요?
^^;;
답변부탁드립니다.
첫댓글 바이저 현대물리 2판을 보고 있습니다만.. 어디에 짝수개 전자를 가진 원자에서 정상 zeeman 효과가 나타난다는 말이 있는건가요? 정상 zeeman 효과는 스핀이 아닌 자기양자수와 관련이 있는걸로 아는데... 그리고 내부zeeman효과는 뭔가요?
바이저 현대물리 6판 보고있어요.(참고로,7장 연습문제 21번) 정상zeeman효과는 궤도자기양자수랑 관련이 있는게 맞는데 전자스핀까지 고려한다면 비정상zeeman효과가 나타나는거고 근데 짝수개의 전자를 가진 원자들은 스핀이 상쇄되서 고려할 필요가 없으니깐 정상zeeman효과가 나타는거..아닐까요;; 내부 zeeman효과는 7-7장에 LS결합 설명 도입부에 나오는데 전자가 느끼는 핵에 의한 자기장이랑 전자스핀의 상호작용으로 생기는 거로 전자의 자기에너지 변화를 일으키고 (±μB만큼)스펙트럼선이 이중으로 나누어지는 미세구조를 나타나게 한대요.
정상지만 효과를 제외한 나머지 지만효과를 다 비정상지만효과라고 하는거 아닌가요? 그리고 내부지만효과는 우주인14)님의 말대로 전자에 대한 핵의 상대적 운동이라는 관점에서 만들어진 자기장내에 있는 전자의 스핀을 고려했을 때 나타나는 지만효과를 말하는것같아요. 물론 짝수개의 전자를 가진원자의 경우는 스핀이 상쇄되니까 그 효과가 나타나지 않을꺼구요. 외부자기장과 무관하게 생기는 만큼 짝수개의 전자를 가진 원자가 아닌경우는 내부지만효과라는 비정상지만효과(이경우의 스펙트럼을 미세구조라고 한다는 군요)가 나타난다고 생각하고 있습니다. 이 외의 비정상지만효과는 핵스핀이 관여되어 나타나는 램이동 등등의... 가시
오로비츠 책을 보면 잘 나와있어요. 초!미세구조 머 그런이야기가요. 임용고사 준비하면서 이렇게까지 공부해야하나... 싶긴 하지만 좀 시원하게 알고싶은게 자꾸자꾸 드는 생각이더라구요.
저기.. 그럼.. 짝수개의 전자를 가진 원자라도 스핀상쇄가 안되는 경우에 정상zeeman효과를 볼수 없는 거죠? 짝수개의 전자를 가져도 스핀이 평행하게 될 경우도.. 있는거죠..? ... 아닌가... 아...ㅜㅜ
아.. 외부자기장이 0인경우에도 비정상지만효과는 존재한다는게 제 생각인데 다른 분들의 생각은 어떠신지;;; 답글로 호응해주세요^^
흑; 몰라요... 정상지만효과가 외부자기장에 대해 궤도자기양자수의 양자화에 의해 나타나는 효과이고 나머진 전부 여러 종류의 비정상지만효과라고 생각해요. 스핀이라는 개념이 도입된 이유가 이러한 비정상지만효과를 설명하려는 시도로 도입되었다고 하니까... ;; 스핀상쇄가 되고 안되는 여러한 상황들에 대해서는 생각해보지 않았어요. 않을꺼구요 ㅎ 학교 교수님께 찾아가 보세요^^
양자에서 어떠한 현상을 관찰하려면 우선은 외부에서 에너지가 공급되어야만 가능합니다. 그러닌까 외부자기장이 있어야만 정상이든 비정상이든 관찰이 가능합니다. 그러닌까 외부에서 자기장을 공급하지 않고서는 내부지만효과도 관찰이 불가능합니다. 흔히들 이렇게 말하고들 있습니다. 미시적인 세계를 관찰하기 위해서는 외부에서 에너지를 공급해주어야한다고...
정상지만효과는 자기장과 각운동량의 상호작용, 비정상지만효과는 자기장과 스핀의 상호작용으로 나타납니다. 자기장의 유무와는 상관없습니다. 그리고 짝수개의 전자의 경우 훈트의 법칙에서 스핀의 총합은 최소가 되는 경향이 있어 0이 되는 것이 가장 안정합니다.
훈트의 규칙은 동일한 에너지궤도를 갖고 있을때 전자가 들어가는 순서는 일단 짝이 없는 스핀들로 채우는거잖아요..스핀총합은 0이 될수 없는경우도 있죠..그때 스핀이 상쇄되지 않으니까 정상zeeman효과를 관찰할수 없지 않을까..즉 비정상zeeman효과를 보게된다.. 뭐.. 이렇게 생각하는건데 바이저책에는 짝수개의 전자를 가진 원자 모두가 스핀이 0이 되서 정상zeeman을 보게된다라고 하는거 같아서 의문이 든거예요..;; 모두는 아니지 않을까 싶어서..;
제가 훈트의 규칙을 반대로 설명했네요. 쩝. 훈트의 규칙은 세가지가 있습니다. 1) LS multiplet에서 가장 낮은 에너지는 s가 최대로 되는 경향이 있다. 2) 그러한 경우에서 l의 값이 가장 큰 경우에 에너지가 가장 낮다. 3) 두가지를 만족하면서 j의 값은 저전자의 개수가 subshell을 채우는 총 개수의 절반보다 아래면 |l-s|, 절반보다 많으면 |l+s|를 가진다. 바이저의 어디에 나오는 이야기인지 모르겠지만 쌍을 이루기 때문에 관측이 어렵다는 내용이 아닌지? 아니면 j와 자기장의 상호작용을 고려해서 그렇다고 볼 수도 있을 듯 합니다. (정확한 text를 봐야 알겠지만)
그냥 문제해석의 차이인거같아요..^^;; 짝수개의 전자를 가진 원자중에서 정상zeeman이 관찰된다라고 넘기면 될듯하네요. 으하하.;;
문제가 "왜 정상지만효과는 짝수개의 전자가 있는 원자에서만 발견되는가?"인데요. 즉 짝수개이면 전부 정상지만효과를 보인다가 아니라 정상지만효과를 보이면 짝수개이다. 이 이야기인 듯 한데..
답변 너무 감사해요 ^^*