СПИН-ОРБИТАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

СПИН-ОРБИТАЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ взаимодействие
частиц, зависящее от величин и взаимной ориентации их орбитального и спинового
моментов количества движения и приводящее к т. н. тонкому расщеплению уровней
энергии системы (см. Тонкая структура).
С.-о. в.- релятивистский
эффект; формально оно получается, если энергию быстро движущихся во
внеш. поле частиц находить с точностью до
v²/с²,
где v - скорость частицы, с - скорость света.

Наглядное физ. истолкование С.-о. в. можно
получить, рассматривая, напр., движение электрона в атоме водорода. Движение
вокруг ядра приводит в общем случае к появлению у электрона орбитального
механич. момента количества движения и (вследствие того, что электрон -
заряженная частица) пропорционального ему орбитального магнитного момента.
В то же время электрон обладает собственным моментом количества движения
- спином, с к-рым связан спиновый магнитный момент. Добавки к энергии
электрона, вызванные взаимодействием орбитального и спинового магнитных
моментов, зависят от взаимной ориентации моментов, т. е. определяются С.-о.
в. Так как проекция спина электрона на любое выбранное направление, в данном
случае на направление орбитального момента, может принимать два значения
+
h/2 и - h/2 (где h-постоянная Планка), которым отвечают разные энергии
взаимодействия с орбитальным моментом, то С.-о. в. приводит к расщеплению
уровней энергии в атоме водорода (и водородоподобных атомах)
на
два близких подуровня (к дублетной структуре уровней). У многоэлектронных
атомов С.-о. в. определяется (как правило) взаимодействием полного орбитального
и полного спинового моментов электронов, и картина тонкого (мультиплетного)
расщепления уровней энергии оказывается более сложной. (Атомы щелочных
металлов, у к-рых полный спин электронов равен h/2, также обладают дублетной
структурой уровней.)

Наглядное представление о С.-о. в. как
взаимодействии магнитных моментов не является общим и может играть лишь
вспомогат. роль, поскольку С.-о. в. существует и у нейтральных частиц (напр.,
у нейтронов), имеющих и орбитальный, и спиновый механич. моменты. Весьма
существенно С.-о. в. нуклонов (протонов и нейтронов) в атомных ядрах, вклад
к-рого в полную энергию взаимодействия достигает 10%.

Лит. см. при ст. Атом. В. И.
Григорьев.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я