تفاوت اصلی بین ساختارهای ریز و فوق ریز این است که در ساختارهای ظریف، شکافت خط نتیجه تغییرات انرژی است که توسط جفت شدن مدار اسپین الکترون ایجاد می شود، در حالی که در ساختارهای فوق ریز، تقسیم خط نتیجه است. برهمکنش بین میدان مغناطیسی و اسپین هسته ای.
معمولاً، یک ساختار ظریف، شکاف خطی خطوط طیفی اتم‌ها را توصیف می‌کند که در نتیجه اسپین الکترون و اصلاحات نسبیتی معادله غیر نسبیتی شرودینگر رخ می‌دهد. از سوی دیگر، یک ساختار فوق ریز نتیجه تعامل بین یک میدان الکتریکی و مغناطیسی تولید شده داخلی و هسته اتم ها یا هسته های مولکول ها است.
ساختار ظریف چیست؟
ساختار ظریف شکافتن خطوط طیفی اتم ها در نتیجه اسپین الکترون و اصلاحات نسبیتی به معادله غیر نسبیتی شرودینگر است. این پدیده برای اولین بار توسط Albert A. Michelson و Edward W. Morley در سال 1887 برای اتم هیدروژن اندازه گیری شد. مبنای اندازه گیری آنها نظریه هایی بود که توسط آرنولد سامرفلد ارائه شد. این اندازه گیری ها منجر به معرفی ثابت ساختار ریز شد. ثابت ساختار ظریف یک عدد بی بعد است که تقریباً برابر با 1/137 است.
شکل 01: الگوی تقسیم ساختار ظریف برای دوتریوم (خنک شده)
ما می‌توانیم ساختار ناخالص طیف‌های خط را با استفاده از پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی الکترون‌های غیرنسبیتی بدون اسپین به دست آوریم.برای مثال، در یک اتم هیدروژن، ساختار ناخالص عمدتاً به عدد کوانتومی اصلی، n بستگی دارد. یک مدل دقیق تر همچنین از اثرات نسبیتی و اسپینی اتم استفاده می کند که می تواند انحطاط سطوح انرژی اتم هیدروژن را بشکند و منجر به شکافتن خطوط طیفی شود. ما می‌توانیم مقیاس شکافتن ساختار ظریف را در رابطه با انرژی ناخالص ساختار به صورت (Za)
2 ارائه کنیم، که در آن Z عدد اتمی است و a ثابت ساختار باله‌ها است.
ساختار فوق ظریف چیست؟
ساختار فوق ریز تقسیم سطوح انرژی در اتم ها، مولکول ها و یون ها به دلیل برهم کنش بین ابرهای الکترونی و هسته است. به طور معمول، یک ساختار فوق ریز در اتم ها به دلیل انرژی گشتاور دوقطبی مغناطیسی هسته ای ایجاد می شود، که با میدان مغناطیسی که توسط الکترون ها و انرژی گشتاور چهارقطبی الکتریکی هسته ای در گرادیان میدان الکتریکی ایجاد می شود، برهمکنش می کند. این به دلیل توزیع بار در اتم اتفاق می افتد.
شکل 02: الگوهای ساختاری ظریف و فوق ریز برای یک اتم هیدروژن خنثی
به طور مشابه، یک ساختار فوق ریز در یک مولکول به دلیل تأثیرات انرژی گشتاور دوقطبی مغناطیسی هسته ای و میدان مغناطیسی ایجاد می شود، اما علاوه بر این، شامل انرژی مرتبط با هسته های مغناطیسی مختلف در مولکول ها نیز می شود. همچنین شامل برهمکنش بین گشتاورهای مغناطیسی هسته ای و میدان مغناطیسی است که توسط چرخش مولکول ایجاد می شود.
تفاوت بین ساختار ظریف و فوق ریز چیست؟
به طور کلی، یک ساختار خوب، شکاف خط خطوط طیفی اتم ها را در نتیجه اسپین الکترون و اصلاحات نسبیتی معادله غیر نسبیتی شرودینگر توصیف می کند.تفاوت اصلی بین ساختارهای ریز و فوق ریز در این است که در ساختارهای ریز، شکافت خط نتیجه تغییرات انرژی است که توسط جفت شدن مدار اسپین الکترون ایجاد می شود، در حالی که در ساختارهای فوق ریز، شکاف خط نتیجه برهمکنش بین مدار است. میدان مغناطیسی و اسپین هسته ای.
جدول زیر تفاوت بین ساختارهای ظریف و فوق ریز را خلاصه می کند.
خلاصه - ساختار خوب در مقابل ساختار فوق العاده
ساختار ظریف شکافتن خطوط طیفی اتم ها است که در نتیجه اسپین الکترون و اصلاحات نسبیتی معادله غیر نسبیتی شرودینگر اتفاق می افتد. در همین حال، ساختار فوق ریز تقسیم سطوح انرژی در اتم ها، مولکول ها و یون ها به دلیل برهم کنش بین ابرهای الکترونی و هسته است. تفاوت اصلی بین ساختارهای ریز و فوق ریز در این است که در ساختارهای ریز، شکافت خط نتیجه تغییرات انرژی است که توسط جفت شدن مدار اسپین الکترون ایجاد می شود، در حالی که در ساختارهای فوق ریز، شکاف خط نتیجه برهمکنش بین مدار است. میدان مغناطیسی و اسپین هسته ای
