Was ist der Unterschied zwischen feiner und Hyperfeinstruktur
Der Schlüsselunterschied zwischen Fein- und Hyperfeinstruktur ist, dass in feinen Strukturen die Leitungsaufteilung auf die Energieänderungen zurückzuführen ist, die durch Elektronen-Spin-Orbit-Kopplung erzeugt werden, während in Hyperfeinstrukturen die Linienaufteilung ein Ergebnis der Wechselwirkung zwischen Magnetfeld und Kernspin ist.
Normalerweise beschreibt eine feine Struktur die Linienaufteilung von Spektrallinien von Atomen. Andererseits ist eine Hyperfeinstruktur ein Ergebnis der Wechselwirkung zwischen einem intern erzeugten elektrischen und magnetischen Feld und dem Kern von Atomen oder Kernen in Molekülen.
INHALT
1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist feine Struktur
3. Was ist Hyperfeinstruktur
4. Fein gegen Hyperfeinstruktureffekt in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung
Was ist feine Struktur?
Die feine Struktur ist die Aufteilung der Spektrallinien von Atomen infolge von Elektronenspin und relativistischen Korrekturen an der nicht-relativistischen Schrodinger-Gleichung. Dieses Phänomen wurde erstmals von Albert A gemessen. Michelson und Edward W. Morley 1887 für das Wasserstoffatom. Die Grundlage für ihre Messung waren die von Arnold Sommerfeld eingeführten Theorien. Diese Messungen führten zur Einführung der Feinstrukturkonstante. Die feine Strukturkonstante ist eine dimensionslose Zahl, die ungefähr 1/137 entspricht.
Abbildung 01: Spaltungsmuster der Feinstruktur für Deuterium (abgekühlt)
Wir können die Bruttostruktur der Linienspektren unter Verwendung der Vorhersagen der Quantenmechanik nicht-relativistischer Elektronen mit keinem Spin angeben. Zum Beispiel hängt die Bruttostruktur in einem Wasserstoffatom hauptsächlich von der Hauptquantenzahl n ab, n. Ein genaueres Modell verwendet auch relativistische und Spin -Effekte des Atom. Wir können die Skala der feinen Struktur in Bezug auf die Bruttostrukturergie als (ZA) geben2, wobei Z die Atomzahl ist und A die Flossenstrukturkonstante ist.
Was ist Hyperfeinstruktur?
Die Hyperfeinstruktur ist die Aufteilung der Energieniveaus in Atomen, Molekülen und Ionen aufgrund der Wechselwirkung zwischen Elektronenwolken und dem Kern. Typischerweise tritt eine Hyperfeinstruktur in Atomen aufgrund der Energie des nuklearen Magnetdipolmoments auf. Dies geschieht aufgrund der Verteilung der Ladung innerhalb des Atoms.
Abbildung 02: Fein- und Hyperfeinstrukturmuster für ein neutrales Wasserstoffatom
In ähnlicher Weise entsteht eine Hyperfeinstruktur in einem Molekül aufgrund der Auswirkungen der Energie des nuklearen magnetischen Dipolmoments und des Magnetfeldes, aber zusätzlich umfasst sie auch die Energie, die mit unterschiedlichen magnetischen Kernen in Molekülen assoziiert ist. Es umfasst auch die Wechselwirkung zwischen den nuklearen magnetischen Momenten und dem Magnetfeld, das durch die Rotation des Moleküls erzeugt wird.
Was ist der Unterschied zwischen feiner und Hyperfeinstruktur?
Im Allgemeinen beschreibt eine feine Struktur die Linienaufteilung von Spektrallinien von Atomen infolge von Elektronenspin und relativistischen Korrekturen an der nicht-relativistischen Schrodinger-Gleichung. Der Hauptunterschied zwischen Fein- und Hyperfeinstruktur besteht darin, dass in feinen Strukturen die Leitungsaufteilung auf die Energieänderungen zurückzuführen ist, die durch Elektronen-Spin-Orbit-Kopplung erzeugt werden, während in Hyperfeinstrukturen die Linienaufteilung ein Ergebnis der Wechselwirkung zwischen den ist Magnetfeld und Kernspin.
Die folgende Tabelle fasst den Unterschied zwischen Fein- und Hyperfeinstrukturen zusammen.
Zusammenfassung -fein gegen Hyperfeinstruktur
Die feine Struktur ist die Aufteilung der Spektrallinien von Atomen. In der Zwischenzeit ist die Hyperfeinstruktur die Aufteilung der Energieniveaus in Atomen, Molekülen und Ionen aufgrund der Wechselwirkung zwischen Elektronenwolken und Kern. Der Hauptunterschied zwischen Fein- und Hyperfeinstruktur besteht darin, dass in feinen Strukturen die Leitungsaufteilung auf die Energieänderungen zurückzuführen ist, die durch Elektronen-Spin-Orbit-Kopplung erzeugt werden, während in Hyperfeinstrukturen die Linienaufteilung ein Ergebnis der Wechselwirkung zwischen den ist Magnetfeld und Kernspin.
Referenz:
1. „Hyperfeinstruktur.” Vedantu, Vedantu, 4. Mai 2021.
Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. "Fabry Perot Etalon Rings Fransen" von Johnwalton - eigene Arbeit (CC von 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Feine Hyperfeinspiegel" von !Original: djindicavector: edudobay - eigene Arbeit basierend auf: feine Hyperfeinspiegel.PNG von Djindica, Public Domain) über Commons Wikimedia
