第四章 碱金属原子和电子自旋(6)

说明。

4.3 碱金属原子光谱的精细结构

1、光谱线的精细结构

对碱金属原子的光谱，如果用分辨本领足够高的仪器进行观察，会发现每一条光谱线不是简单的一条线，而是由二条或三条线组成的，这称作光谱线的精细结构。

所有碱金属原子的光谱有相仿的精细结构。主线系和第二辅线系的每一条光谱线是两条线构成的，第一辅线系及柏格曼线系是三条线构成的。大家熟悉的钠的黄色光就是它的主线系第一条线，这是由波长为589.0纳米和589.6纳米的两线组成的。图4.6是碱金属原子三个光谱线系头四条线的精细结构和线系限的示意图。竖直线代表光谱线的精细成分，这些竖直线的高低代表谱线的强度，它们的间隔代表谱线成分的波数差。

从图4.6可以看到，主线系每条线中的两个成分的间隔随着波数的增加而逐渐缩小，最后二成分并入一个线系限。第二辅线系的各线的成分具有相同的间隔。直到线系限也是这样。第一辅线系的每一条线由三条线构成，但最外两条的间隔同第二辅线系各条线中二成分的共同间隔，以及主线系第一条中二成分的间隔都是相等的。另外又可以注意到，第一辅线系每一条线中波数较小的后这两成分并入一个线系限。所以这线系每条虽有三个成分，线系限却只有两个。 2、产生精细结构的原因（初步）

从上述事实可以得到什么结论呢？这可以推出能级的情况。第二辅线系的每一条线中二成分的间隔既相同，那就必然由于同一原因。参考图4.3，知道这个线系是诸s能级到最低p能级（在锂的情形是2p）有关的。如果我们设想这个p能级是双层的，而s能级都是单层的，就会得到线系的每一条线都是双线，而且波数差是相等的情况。再看主线

系的每条线中二成分的波数差随着波数的增加逐渐减少，足见不是同一个来源。参考图