Wechselwirkung zwischen Elektronen, bei der die magnetischen Dipolmomente stärker wechselwirken als ihre elektrischen Felder

Eine Frage stellen Hat jemand versucht, das magnetische Dipolmoment der Elektronen in die Atomorbitaltheorie einzubeziehen? , Ich war neugierig, ob jemand versucht hat, die intrinsische Eigenschaft des magnetischen Moments des Elektrons mit den oben erwähnten Eigenschaften des Spins in Verbindung zu bringen.

In der äußerst ausführlichen Antwort (Dank an den Autor, der sich trotz der Sinnlosigkeit einer solchen Frage die Zeit genommen hat) wird das klargestellt

Die Effekte sind schwach und sie sind sekundär zu allen möglichen anderen Wechselwirkungen, die in Atomen stattfinden, ...

Auch für den Fall, dass Sie sich fragen, wie schwach: In diesem Artikel werden die Energieverschiebungen berechnet, die sich aus der Spin-Spin-Kopplung von Elektronen für eine Reihe von Zwei-Elektronen-Systemen ergeben. Die größte ist in Helium, für das die Kopplungsenergie in der Größenordnung von liegt 7 C M 1 , oder ungefähr 0,86 M e v , im Vergleich zu typischen charakteristischen Energien von 20 e v , etwa fünf Größenordnungen höher, für dieses System.

Jetzt gibt es eine neue Frage zur Elektron-zu-Elektron-Wechselwirkung .

Es gibt eine kritische Distanz

D krit = 3 ϵ 0 μ 0 2 2 M 2 = 3 2 C M = 3 2 λ ¯ C ,

Wo λ ¯ C ist die reduzierte Compton-Wellenlänge des Elektrons, bei der die beiden Kräfte gleich groß sind.

Da die Compton-Wellenlänge ein Standardmaß dafür ist, wo Quanteneffekte wichtig werden, kann diese klassische Analyse nicht allzu ernst genommen werden. Aber es weist darauf hin, dass Spin-Spin-Wechselwirkungen bei kurzen Entfernungen wichtig sind .

Ich frage mich, wie diese beiden Sichtweisen zusammenhängen können.

Antworten (1)

Sie können durch die Tatsache in Beziehung gesetzt werden, dass der Bohr-Radius Wasserstoff ist 1 / a 137 mal größer als die reduzierte Compton-Wellenlänge des Elektrons. (Hier a ist die Feinstrukturkonstante. Teilen Sie Helium durch 2, um 68,5 zu erhalten.) Bei diesem großen Abstand zwischen Proton und Elektron ist die magnetische Wechselwirkung, die ich berechnet habe , klein im Vergleich zur elektrostatischen Wechselwirkung.

Können Sie Ihre Antwort auf die Elektron-Elektron-Wechselwirkungen in Atomen erweitern?
Das ist ein heikles Thema, auf das ich nicht eingehen möchte.
Warum es ein heikles Thema ist. Bekomme ich eine Antwort auf diese Frage auf PSE?
intuitiv ist alles darauf zurückzuführen, dass es keine magnetischen Monopole gibt und die magnetischen Dipole ein Effekt höherer Ordnung sind, während die Bohr-Bahnen von Effekten erster Ordnung stammen.
@annav Es gibt also keine Möglichkeit, die Wechselwirkungen eines Modells von magnetischen Dipolen von Elektronen - beispielsweise für Ne - numerisch zu berechnen?
siehe, das ist für Wasserstofflinien gemacht worden, also die Wechselwirkung der Spins Proton/Elektron. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/hydfin.html . Für Kerne gibt es eine Hyperfeinstruktur en.wikipedia.org/wiki/Hyperfine_structure , die den Kern + die Elektronen berücksichtigen muss. Es ist kein einfaches Problem
@Holger Auf diese numerischen Berechnungen wird in genau der Passage verwiesen, die Sie in dieser Frage zitieren. (Das Hochskalieren auf Neon macht das Problem nur numerisch schwieriger und verringert den wissenschaftlichen Gewinn, den es möglicherweise bietet, aber es ist offensichtlich die gleiche Berechnung.) Wenn dies das Analyseniveau ist, das Sie auf die Antworten dieser Website anwenden werden, warum sollten Sie es tun? nimmt sich hier jemand die Zeit, Ihre Fragen zu beantworten?