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超微細構造(英:Hyperfine structure)とは、原子物理学において、原子や分子のエネルギー準位(あるいはスペクトル)に含まれる小さな分裂を表す。 これは運動する電子の磁気双極子モーメントと核磁気モーメントとの相互作用により起こる。 ==理論== 古典物理学的に考えると、原子核の周りを回る電子は電荷を持つため磁気双極子モーメントを持つ。この磁気双極子モーメントと(核スピンによる)核磁気モーメントとの相互作用が超微細分裂を引き起こす。 しかし、電子スピンがあるため、軌道角運動量がゼロのs殻電子についても超微細分裂が起こる。ここで、電子の確率密度は核の内部 () でもゼロにならないため、磁気双極子相互作用はより強い。 水素原子の超微細分裂とボーアのエネルギー準位との関係は : のオーダーである。ただし :''m'' は電子の質量 :''mp'' は原子の質量 :''α'' は微細構造定数 (''1/137.036'') :''c'' は光速 である。 水素以外の原子については、核スピン量子数 と電子の全角運動量 (ここで、 は軌道角運動量、 はスピン角運動量を表す。)とが結び付き、原子の全角運動量となる。 したがって超微細分裂は : となる。ただし : であり、 は核の磁気双極子モーメントである。 この関係は「エネルギー準位は に分裂する」というランデの間隔則 (Lande interval rule) に従う。 であり、超微細構造は微細構造よりも更に微細である。 より詳細な議論のためには、核四重極モーメントについても考慮する必要がある。これは hyperfine structure anomaly と呼ばれる。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「超微細構造」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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