estructura fina - Física Moderna UD

TALLER DE CLASE ESTRUCTURA FINA
1. Como una primera aproximación al problema de la interacción spin órbita realice los
siguientes cálculos:
a. Empleando la ley de Biot – Savart calcule el campo magnético resultante del
movimiento del electrón la rededor del núcleo (o del protón alrededor del electrón),
para el átomo de hidrógeno en el estado base. Parta del modelo de Bohr, en el cual
los radios de las órbitas permitidas están dados por R=n2ao
b. Calcule la energía debido a esta interacción. E=2
bBms
para el estado base.
c. Calcule la energía de separación debido a la división de la estructura fina para el
estado n=2, l=1, ml=0
2. En la interacción spin – orbita, B es paralelo a L y s es paralelo a S, por lo tanto la
interacción es proporcional a S L , por eso el efecto se llama interacción spin – orbita.
Podemos entonces escribir la interacción spin – orbita como ESL
aS L Donde a es una
constante.
Si J L S Calcule en función de a los niveles de energía correspondientes al spin hacia
arriba y al spin hacia abajo. Ayuda calcule J2.
3. Si
a
En Z 2 2
Donde a es la constante de estructura fina y En es el valor
 2nl (l 1)(l 1/ 2)
absoluto de la energía del electrón en ausencia de interacción spin orbita, y
e2
4
0
c
,
calcule la separación entre los niveles de energía para los estados n=100, l=1 y n=2, l=1.
¿puede usted decir que la corrección es apreciable o no? Emplee los resultados del ejercicio
anterior.
Pilar Infante Luna