朗德g因子

在物理学和化学中,朗德g因子是阿尔弗雷德·朗德试图解释反常塞曼效应时,于1921年提出的一个无量纲物理量,反映了塞曼效应中磁矩与角动量之间的联系。其定义后来被推广到其它领域,在粒子物理学中常常被简称为g因子。

塞曼效应
塞曼效应中的朗德g因子由下式给出
:g_J=1+\frac{J(J+1)-L(L+1)+S(S+1)}{2J(J+1)}

式中L,S,J分别是原子能态(光谱支项)的角量子数、自旋量子数和内量子数。

导引
朗德假定,当两个角动量\mathbf{L}\hbar与\mathbf{S}\hbar耦合时,它们的相互作用能由下式给出:
:E_{\text{interaction}}=\Gamma(\mathbf{L}\cdot\mathbf{S}),\quad \Gamma\,\text{ constant}


:\mathbf{J}\hbar=\mathbf{L}\hbar+\mathbf{S}\hbar
为耦合后的总角动量,则可以证明;α目前被視為是自然常數之一,其值約為\frac{1}{137.035\ 999\ 11(46)}。

威利斯·蘭姆等人實驗觀測到的蘭姆位移效應,所得g_s觀測值为2.002\ 319\ 304\ 376\ 8(86),與理論相符精準度達小數點下第9位,展現出量子電動力學等現代物理理論所能達到的驚人精準預測程度。

其它粒子
一些粒子的朗德g因子列表如下:

注釋
參考文獻
参见

  • 波耳磁子
  • 湯瑪斯進動
  • 量子電動力學
  • 電子自旋共振

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