Unterschied zwischen Spin-Bahn-Kopplung und LSLSLS-Kopplung (Russell-Saunders)

Grundsätzlich hätte man in der Atomphysik zwei Elektronen mit jeweils einem Drehimpuls$l_1$Und$l_2$und drehen$s_1$Und$s_2$, und Sie möchten alle diese koppeln, um die beste Annäherung für das resultierende Spektrum zu erhalten.

Sie haben also zwei Möglichkeiten:

1- Sie paaren sich$l_1$Und$l_2$Zu$L$, Und$s_1$Und$s_2$Zu$S$, und dann paart ihr euch$L$mit$S$zu bekommen$LS$.

2- Sie Paar$l_1$Und$s_1$Zu$j_1$, Und$l_2$Und$s_2$Zu$j_2$, und dann Paar$j_1$Und$j_2$zu bekommen$JJ$.

Sie haben also zwei Möglichkeiten, diese zu koppeln, und die Wahl hängt davon ab, wie weit die Elektronen voneinander entfernt sind, wo die spezifische Drehimpulskopplung stärker ausgeprägt ist. Wenn also die Elektronen nahe beieinander sind, verwenden Sie die LS-Kopplung. Wenn Sie sie weit auseinander haben, verwenden Sie die JJ-Kupplung.

Ich hoffe das hilft.

Die Antwort von "The Quantum Physicist" ist richtig. LS-Kopplung und jj-Kopplung sind zwei extreme Möglichkeiten, die Störungstheorie auf eine elektronische Konfiguration in der Zentralfeld-Näherung anzuwenden. Bei der LS-Kopplung ignoriert man zunächst die Spin-Bahn-Kopplung und stört das Niveau mit dem verbleibenden Winkelanteil der elektrostatischen Abstoßung zwischen Valenzelektronen. Dies ergibt den "atomaren Term der LS-Kopplung". Es wird "LS-Kopplung" genannt, weil die Quantenzahlen L und S eine diagonale Darstellung zum Hamilton-Operator liefern. Wenn der atomare Term etabliert ist, kann man die Spin-Bahn-Wechselwirkung als zweite Störungsschicht einbeziehen. Das ergibt dann die von J spezifizierten "Feinstrukturniveaus". Man kann es so ausdrücken, dass die "LS-Kopplungsnäherung"

Bei der jj-Kopplung ist es umgekehrt. Die starke Spin-Bahn-Wechselwirkung wird dann bewirken, dass L und S keine guten Quantenzahlen mehr sind. Die richtige Darstellung ist dann das Ensemble einzelner j für die Valenzelektronen (für ein 3-Elektronen-System wäre ein logischerer Name jjj-Kopplung). Dies ergibt "jj-Kopplungsterme", und der Winkelteil der interelektronischen Wechselwirkung wird dann die zweite Störungsschicht sein.

Beachten Sie, dass beide Schemata Annäherungen sind. Die LS-Kopplung ist typischerweise ziemlich gut für leichte Atome und ziemlich weit im Periodensystem. Dies liegt an der Z^4-Skalierung für die Spin-Bahn-Kopplung. Eine wirklich gute jj-Kopplung ist für neutrale Atome im Grundzustand selten. Ein gutes Beispiel für jj-Kopplung ist Pb. Es existieren mehrere intermediäre Kopplungsschemata.

Ein zusätzlicher Kommentar, der möglicherweise vorhanden ist, dass "LS-Kopplung" manchmal mit "Spin-Bahn-Kopplung" verwechselt wird. Das ist absolut falsch.

Für leichte atomare Systeme mit geringem Wert der Kernladung ist der elektrostatische Hamilton-Term viel stärker als die Spin-Bahn-Kopplung, die mit zunehmendem Z zunimmt, daher verwenden wir in diesem Fall die LS-Kopplung. Das bedeutet, dass wir zuerst die Bahndrehimpulse aller Teilchen quantenmechanisch kombinieren müssen, um L zu erhalten, und ähnliches für die Spindrehimpulse tun müssen, um S des gesamten Systems zu erhalten. Sie kombinieren dann L und S, um den Gesamtdrehimpuls J zu erhalten. Bei Systemen mit hohem Z (z. B. größer als Fe) dominiert der Spin-Orbital-Term gegenüber dem elektrostatischen Term, der jetzt als Störung betrachtet wird. Unter diesen Bedingungen bilden wir zuerst j1, das die Kopplung von l1 und s1 für das erste Teilchen ist, gehen so für alle Teilchen vor und fügen schließlich alle Terme wie j1, j2, j3 ... hinzu und erhalten j.

LS-Kopplung ist die geeignete Art der Beschreibung kleiner kleiner elektronischer Konfigurationen ($Z\leq10$). Bei Atomen mit vielen Elektronen funktioniert die JJ-Kopplung.

Meiner Meinung nach gibt es einen logischen Unterschied zwischen Spin-Bahn-Kopplung und LS-Kopplung. Ein bestimmtes Elektron besitzt den Drehimpuls l und den Spin s. Wenn eine Kopplung zwischen l und s eines bestimmten Elektrons stattfindet, ist dies als Spin-Bahn-Kopplung bekannt, die die resultierende j ergibt. Aber im Fall eines Atoms mit zwei Gleichgewichtselektronen, wenn die Kopplungen Drehimpuls l1 und l2 und Spin s1 und s2 bevorzugt werden, bilden sie den resultierenden Drehimpuls L und den Spin S. Wenn diese beiden Größen kombiniert werden, bilden sie die resultierende LS-Kopplung, die allgemein als LS-Kopplung bekannt ist . Dies gilt auch im Fall von drei oder mehr Valenzelektronen.

Ich hoffe, es wird hilfreich sein.

*Die starke Spin-Bahn-Wechselwirkung führt zu Singulett- und Triplett-Termen mit relativ großem Energieunterschied in der LS-Kopplung.

• Die starke Spin-Bahn-Wechselwirkung führt zu weit getrennten (j 1,j 2 )-Termen, wenn die schwache j 1,j 2 -Wechselwirkung berücksichtigt wird, wird jeder Term in zwei eng beabstandete Komponenten mit unterschiedlichen J-Werten aufgeteilt.