El Doblete del SodioEl bien conocido doblete brillante que es responsable de la luz de color amarillo brillante de una lámpara de sodio, puede utilizarse para demostrar varias de las influencias que causan el desdoblamiento de las líneas de emisión del espectro atómico. La transición que da lugar al doblete es desde el nivel 3p al 3s, niveles que sería iguales en el átomo de hidrógeno.
La magnitud de la interacción espín-órbita tiene la forma μzB = mBSzLz. En el caso del doblete del sodio, la diferencia de energía del 3p3/2 y el 3p1/2, viene de un cambio de 1 unidad en la orientación del espín con la parte orbital presumiblemente igual. El cambio de energía es de la forma ΔE = μBgB = 0,0021 eV donde mB es el magnetón de Bohr y g es el factor g del espín electrónico, con un valor muy próximo a 2. Esto da una estimación del campo magnético interno necesario para producir el desdoblamiento observado: μBgB = (5,79 x 10-5 eV/T)2B = 0,0021 eV B = 18 Teslas Este es un campo magnético muy grande para los estándares de laboratorio. Los grandes imanes con dimensiones de más de un metro, que se utilizan en los experimentos de NMR y ESR, tienen campos magnéticos del orden de un Tesla.
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Índice Otros Espectros Referencias Thornton & Rex Sec 9.2 Serway, Moses, Moyer Sec 8.3 | ||||
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Efecto Zeeman del SodioEl espectro del sodio está dominado por los brillantes dobletes conocidos como las líneas-D del sodio a 588,9950 y 589,5924 nanómetros. Del diagrama de nivel de energía, se puede observar que estas líneas están emitidas por una transición desde el nivel 3p al nivel 3s. El doblete del sodio es ademas desdoblado por la aplicación de un campo magnético externo (efecto Zeeman). Utilizando el modelo vectorial del momento angular total, se observa que el desdoblamiento produce un nivel por cada valor posible de la componente z del momento angular total J. La cantidad de contribución de energía magnética depende de un factor geométrico llamado factor-g de Lande. En la tabla de abajo se muestran los valores relevantes de números cuánticos y los valores asociados del factor-g de Lande.
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Efecto Zeeman del Sodio: Primeras ObservacionesEl desdoblamiento del doblete de sodio en presencia de un campo magnético externo, fué observado por Pieter Zeeman en 1896, y el efecto fue nombrado consecuentemente efecto Zeeman. Es notable la detallada espectroscopia que se hizo, mucho antes de la teoría de Bohr, y quizás sea aún más notable, que el primer estudio de Zeeman del desdoblamiento Zeeman del sodio, se hizo el año anterior al descubrimiento del electrón por J. J.Thomson en 1897. Después del trabajo de Thomson, Zeeman y Lorentz hicieron un mayor estudio de la influencia de los campos magnéticos sobre las emisiones espectrales de los átomos. Mediante el análisis del desdoblamiento del doblete de sodio, fueron capaces de demostrar que la relación entre la carga y la masa responsable del desdoblamiento era la misma que en el electrón de Thomson. Esta fue la primera demostración directa de que los electrones estaban involucrados en la producción de las emisiones de líneas espectrales. |
Índice Referencia Leighton Cap. 2 | ||
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