Perbezaan utama antara struktur halus dan hiperhalus ialah dalam struktur halus, pemisahan garis adalah hasil daripada perubahan tenaga yang dihasilkan oleh gandingan spin-orbit elektron, manakala dalam struktur hiperhalus, pemisahan garis adalah hasil. interaksi antara medan magnet dan putaran nuklear.
Biasanya, struktur halus menerangkan pemisahan garisan garis spektrum atom yang berlaku akibat putaran elektron dan pembetulan relativistik kepada persamaan Schrodinger bukan relativistik. Sebaliknya, struktur hiperhalus adalah hasil daripada interaksi antara medan elektrik dan magnet yang dijana secara dalaman dan nukleus atom atau nukleus dalam molekul.
Apakah Struktur Halus?
Struktur halus ialah pemisahan garis spektrum atom akibat putaran elektron dan pembetulan relativistik kepada persamaan Schrodinger bukan relativistik. Fenomena ini pertama kali diukur oleh Albert A. Michelson dan Edward W. Morley pada tahun 1887 untuk atom hidrogen. Asas untuk pengukuran mereka adalah teori yang diperkenalkan oleh Arnold Sommerfeld. Pengukuran ini membawa kepada pengenalan pemalar struktur halus. Pemalar struktur halus ialah nombor tanpa dimensi yang lebih kurang sama dengan 1/137.
Rajah 01: Corak Pemisahan Struktur Halus untuk Deuterium (disejukkan)
Kita boleh memberikan struktur kasar spektrum garis menggunakan ramalan mekanik kuantum bagi elektron bukan relativistik yang tidak mempunyai putaran. Sebagai contoh, dalam atom hidrogen, struktur kasar terutamanya bergantung pada nombor kuantum utama, n. Model yang lebih tepat juga akan menggunakan kesan relativistik dan putaran atom, yang boleh memecahkan kemerosotan tahap tenaga atom hidrogen dan membawa kepada pemisahan garis spektrum. Kita boleh memberikan skala pembelahan struktur halus berhubung dengan tenaga struktur kasar sebagai (Za)2, dengan Z ialah nombor atom dan a ialah pemalar struktur sirip.
Apakah itu Struktur Hiperfine?
Struktur hiperhalus ialah pemisahan tahap tenaga dalam atom, molekul dan ion akibat interaksi antara awan elektron dan nukleus. Lazimnya, struktur hiperhalus timbul dalam atom disebabkan tenaga momen dipol magnet nuklear, yang berinteraksi dengan medan magnet yang dihasilkan oleh elektron dan tenaga momen quadrupole elektrik nuklear dalam kecerunan medan elektrik. Ini berlaku kerana pengagihan cas dalam atom.
Rajah 02: Corak Struktur Halus dan Hiperfine untuk Atom Hidrogen Neutral
Begitu juga, struktur hiperhalus dalam molekul timbul disebabkan oleh kesan tenaga momen dipol magnet nuklear dan medan magnet, tetapi selain itu, ia juga termasuk tenaga yang dikaitkan dengan nukleus magnet yang berbeza dalam molekul. Ia juga termasuk interaksi antara momen magnet nuklear dan medan magnet yang dihasilkan oleh putaran molekul.
Apakah Perbezaan Antara Struktur Halus dan Hiperfine?
Secara amnya, struktur halus menerangkan pemisahan garisan garis spektrum atom akibat putaran elektron dan pembetulan relativistik kepada persamaan Schrodinger bukan relativistik. Perbezaan utama antara struktur halus dan hiperhalus ialah dalam struktur halus, pemisahan garis adalah hasil daripada perubahan tenaga yang dihasilkan oleh gandingan spin-orbit elektron, manakala dalam struktur hiperfine, pemisahan garis adalah hasil daripada interaksi antara medan magnet dan putaran nuklear.
Jadual di bawah meringkaskan perbezaan antara struktur halus dan hiperhalus.
Ringkasan – Struktur Fine vs Hyperfine
Struktur halus ialah pemisahan garis spektrum atom yang berlaku akibat putaran elektron dan pembetulan relativistik kepada persamaan Schrodinger bukan relativistik. Sementara itu, struktur hiperfine ialah pemisahan tahap tenaga dalam atom, molekul, dan ion akibat interaksi antara awan elektron dan nukleus. Perbezaan utama antara struktur halus dan hiperhalus ialah dalam struktur halus, pemisahan garis adalah hasil daripada perubahan tenaga yang dihasilkan oleh gandingan spin-orbit elektron, manakala dalam struktur hiperfine, pemisahan garis adalah hasil daripada interaksi antara medan magnet dan putaran nuklear.
