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Landé g因子

1921
  • Alfred Landé
实验室场景,科学家正在分析用于量子力学研究的光谱仪。.

(图片仅供参考)

朗德g因子([latex]g_J[/latex])是一个无量纲比例常数,它与原子的总和有关。 磁矩 在弱场极限下,它与总角动量成正比。这对于定量解释反常现象至关重要。 泽曼效应其值由公式给出:[latex]g_J = 1 + frac{J(J+1) + S(S+1) – L(L+1)}{2J(J+1)}[/latex],其中 L、S 和 J 是量子数。

朗德g因子由阿尔弗雷德·朗德于1921年提出,甚至早于电子自旋概念的完全形成,最初是作为一种经验方法拟合反常塞曼效应的实验数据。其理论依据是在量子力学发展之后才获得的。该公式源于原子的矢量模型,在该模型中,由于自旋-轨道耦合,轨道角动量(L)和自旋角动量(S)被认为围绕其合总角动量矢量(J)快速进动。与弱外部磁场的相互作用则慢得多。因此,该场有效地与时间平均磁矩相互作用,时间平均磁矩是总磁矩([latex]vec{mu}_L + vec{mu}_S[/latex])在 [latex]vec{J}[/latex] 方向上的投影。

g因子本质上反映了轨道运动(g_L=1)和自旋运动(g_S ≈ 2)的磁矩与角动量比值的差异。当S=0时,J=L,公式正确地给出g_J=1,对应于正常的塞曼效应。当L=0时,J=S,公式给出g_J=2(推导过程中用g_S=2代替1),对应于纯自旋系统,例如电子自旋共振。对于所有其他情况,[latex]g_J[/latex] 取 1 到 2 之间的有理值,量化了自旋和轨道对原子磁性的贡献之间的复杂相互作用。

UNESCO Nomenclature: 2209
- 机械

类型

理论概念

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 原子的矢量模型
  • 自旋轨道耦合的概念
  • 需要定量解释的异常塞曼效应实验数据
  • 玻尔-索末菲模型中的角动量量子化

应用程序

  • 光谱学中异常塞曼分裂模式的定量预测
  • 电子自旋共振(ESR)和核磁共振(NMR)分析
  • 材料磁化率和其他磁性的计算
  • 利用原子态进行量子信息处理
  • 根据实验数据确定原子术语符号

专利:

NA

潜在创新理念

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相关概念:朗德g因子、g因子、反常塞曼效应、角动量、量子数、自旋轨道耦合、磁矩、光谱学、原子物理学、矢量模型。

历史背景

Landé g因子

1919-05-29
1920
1920
1921
1924
1924
1925
1918
1920
1920
1921
1922
1924
1925
1926

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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