29.
氢原子在相互垂直的均匀电场和磁场中,磁场H=H
0
k,电场ε=ε
0
i,i,j,k为直角坐标x,y,z方向单位矢量,如果电场磁场足够强,以致可以忽略自旋轨道耦合作用,而电磁场作用仍可当作微扰,求计入电子自旋后,氢原子n=2能级分裂情况.
【正确答案】
解:由已知条件知:
即
H
0
=E
n
,不考虑自旋时简并度n
2
=4(n=2).
(1)先考虑eε
0
x非零矩阵元:
故
(2)对于磁场部分,因不考虑自旋-轨道耦合,故
故
的矩阵元为:
取
,对于能级
,电磁对应矩阵元:
能量本征值方程为
解为
故对于自旋朝上的态能级分裂为三条
同理,对于自旋朝下的态能级亦分裂为三条:
【答案解析】
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