Stern-Gerlach-Versuch mit verschiedenen Atomzuständen

rawbknalb · Anmeldungsdatum: 02.10.2011 Beiträge: 1

Hi,

ich habe mal mehrere Fragen/Aufgaben:

1. Warum sieht man bei S-G-Versuch nichts, wenn der Bahndrehimpuls L=1 ist? Steht jedenfalls so im Skript...

2. Welche Aufspaltung erwarten Sie, wenn man Bor(Z=5) im Grundzustand (^2)P_(1/2) (-> soll bedeuten 2S+1=2, J=1/2, L=1) verwendet, und das Magnetfeld nicht zu stark ist? Notieren Sie die Elektronenkonfiguration dieses Zustandes.

3. Der erste angeregte Zustand von Bor ist (^2)P_(3/2). Was bedingt den Unterschied der Bindungsenergie im Vergleich zum Grundzustand ?

4. Wie würde sich auf dem Schirm die beobachte Aufspaltung von Atomen mit Gesamthüllenspin J=1 und Gesamtbahndrehimpuls L=0 im Vergleich zu Atomen mit J=0 und L=1 unterscheiden?

zu 2.: Elektronenkonfi = (s^2)(2s^2)(2p^1). Der Spin ist also wieder S=1/2 somit gibt es ja 2 Möglichkeiten (up und down). Magnetfeld etwas schwächer würde doch bedeuten, dass man nicht 2 getrennte "Flecken" sieht oder? Der Fleck sollte ja also etwas "verschmiert" sein.

semoi · Anmeldungsdatum: 20.12.2011 Beiträge: 82

Servus,

Frage 1. Warum sieht man bei S-G-Versuch nichts, wenn der Bahndrehimpuls L=1 ist? Steht jedenfalls so im Skript...
Antwort: Verstehe ich leider nicht. Die Kopplung an das Magnetfeld ist

, und für

,

erwarte ich drei Zustände (

).

Frage 2. Welche Aufspaltung erwarten Sie, wenn man Bor(Z=5) im Grundzustand (^2)P_(1/2) (-> soll bedeuten 2S+1=2, J=1/2, L=1) verwendet, und das Magnetfeld nicht zu stark ist? Notieren Sie die Elektronenkonfiguration dieses Zustandes.
Antwort: Für schwaches B-Feld koppelt der Gesamtdrehimpuls

an. Also erwarte ich zwei Zustände,

. Elektronenkonfig. bekommst Du alleine hin, oder?

Frage 3. Der erste angeregte Zustand von Bor ist (^2)P_(3/2). Was bedingt den Unterschied der Bindungsenergie im Vergleich zum Grundzustand ?
Antwort: LS-Kopplung (Spin-Bahn-Kopplung).

Frage 4. Wie würde sich auf dem Schirm die beobachte Aufspaltung von Atomen mit Gesamthüllenspin J=1 und Gesamtbahndrehimpuls L=0 im Vergleich zu Atomen mit J=0 und L=1 unterscheiden?
Antwort: Für J=1 haben wir

(unabhängig vom Spin), während wir für J=0 den Ausdruck

haben.

Gruß,
Semoi

PS: schwaches B-Feld soll hier nur heißen, dass die LS-Kopplung nicht aufgebrochen wird (siehe Stern-Gerlach vs. Paschen-Back). In beiden Fällen werden die Zustände räumlich voneinander getrennt. "Verwischt" ist da nichts.[/latex]