单电子原子的总磁矩应包括三个部分,即原子核的磁矩与电子的轨道磁矩和自 旋磁矩,但是前者比后两者要小三个数量级,因此在下面的计算总磁矩时不计人 原子核的磁矩,所以,单电子的总磁矩为 由于原子中带电粒子的轨道运动要产生磁场,它与电子自旋产生的自旋磁矩就 有自旋-轨道相互作用,电子的轨道角动量1和自 旋角动量s不断地绕总角动量旋进,这时,和 j-l+s H:也随之而绕j旋进,结果总磁矩H也绕j旋进 (图5-1),我们把H分解成垂直于了的分量和平 行于的分量在有外磁场时,由于垂直分量绕 旋进而不断改型 因此与外磁场的相互作用 等于零(时间平均);而平行于j的分量是恒定 的与外磁场有确定的相互作用,但是,当外磁场 较弱时,1和s绕j的旋进不受影响,原子的总磁 矩中实际起作用的只是平行于j的分量,我们用 H表示这一分量,称为原子的有效磁矩,它与总 角动量有如下的关系 式中g称为朗德g因子, 图5-1 g-8 2+s2 (5-3) 以g=1,g,=2及单电子原子的j2,和s2的本征值j(j+1),l(+1)和s(s+ 1)代入上式,即得单电子原子的g因子为 g=1+1(+14(+1)+s(5+1) 2j(j+1) 问题 试说明出现上述塞曼效应时的外磁场为什么是属于弱磁场? 1.2多电子原子的总磁矩与总角动量 对于多电子原子,仍可以用(5-2)式的形式来表示有效磁矩与原子总角动应