核自旋为1,朗德因子为0.8219的锂,处在磁感应强度为1.5T的磁场中.试求: (1)锂的附加能量; (2)锂的相邻两个
核自旋为1,朗德因子为0.8219的锂,处在磁感应强度为1.5T的磁场中.试求:
(1)锂的附加能量;
(2)锂的相邻两个分裂能级间的能量差;
(3)使锂核产生磁共振的射频场的频率.
核自旋为1,朗德因子为0.8219的锂,处在磁感应强度为1.5T的磁场中.试求:
(1)锂的附加能量;
(2)锂的相邻两个分裂能级间的能量差;
(3)使锂核产生磁共振的射频场的频率.
Cl核的,在外磁场中分裂成若干能级?写出两相邻能级之差的表达式。已知它的磁矩为0.8209μN,求朗德g因子。
当电子处于一定原子轨道或分子轨道时,它既有自旋磁矩又有轨道磁矩,它在磁场中的裂矩为△E=gβeB,其中g称为朗德因子,它的计算公式如下:
请用所学过知识证明上式成立。
现在已确认原子核都具有自旋角动量,好像它们都围绕自己的轴线旋转运动。这种运动就叫自旋(图10-1),自旋角动量是量子化的。在磁场中其自旋轴的方向只能取某些特定的方向,如与外磁场平行或反平行的方向。由于原子核具有电荷,所以伴随着自旋,它们就有自旋磁矩,如小磁针那样。通常以μ0表示自旋磁矩。磁矩在磁场中具有和磁场相联系的能量。例如,μ0和磁场B平行时能量为-μ0B,其值较低;μ0和磁场B反平行时能量为+μ0B.其值较高。
现在考虑某种晶体中由N个原子核组成的系统,并假定其磁矩只能取与外磁场平行或反平行两个方向。对此系统如一磁场B后,最低能量的状态应是所有磁矩的方向都平行于磁场B的状态,如图10-2(a)所示,其中小箭头表示核的磁矩。这时系统的总能量为E=-Nμ0B0。当逐渐增大系统的能量时(如用频率适当的电磁波照射),磁矩与B的方向相同的核数n将逐渐减少,而磁矩与B反平行的能量较高的核的数目将增多,如图10-2(b)、(c)、(d)依次所示。当所有核的磁矩方向都和磁场B相反时(图10-2(e)),系统的能量到了最大值E=+Nμ0B,系统不可能具有更大的能量了。
磁场2.348 8 T,温度25℃时,1H两种能级上自旋核数目关系为()。
A.N1/2≈N-(1/2)
B.N1/2>>N-(1/2)
C.N1/2>N-(1/2)
D.N1/2<N-(1/2)
对于自旋为1/2的粒子,取h=1,则,σ为Pauli算符.以r表示粒子的空间位矢,r方向单位矢量为.
计算全同的低能粒子散射截面(只考虑s波).设粒子自旋为1/2,相互作用为
其中V0>0. 入射粒子和靶粒子均未极化.
作为一维铁磁体的简化模型,考虑自旋为的许多粒子排列在一直线上,每个粒子各处一定的位置,如图所示.假设每个粒子只与左右近邻发生自旋一自旋相互作用,体系的总能量算符为(取h=1)
,γ>0
试证明(a)总自旋
为守恒量;(b)在体系的基态下,相邻粒子之间必然构成自旋三重态(自旋指向互相“平行”).讨论基态能级的简并度.
对于自旋为1/2的粒子,常称(σ)为极化矢量,记作P.它也就是自旋角动量的空间指向.设粒子为定域的,并受到沿z方向但强度随时间变化的磁场B(t)的作用,作用势为
H=-μ0σ·B(t)=-μ0σzB(t)
在Heisenberg图象中求极化矢量随时间变化的规律,即求P(t)=〈σ〉t.设P(t=0)指向(θ0,φ0)方向,θ0=2δ,φ0=2α.
对于两个自旋1/2粒子组成的体系,令
r=r1-r2,n=r/r, (r方向单位矢量)
定义张量算符(取h=1)
(1)
(a)证明(S12)2=4S2-2S12,S为总自旋.再进而证明S12的任意正整数次幂均可表示成S12和S2的线性组合;
(b)求S12的本征值;
(c)令n经历各种方向(机会均等),求S12的平均.