Изотопический сдвиг -сдвиг друг относительно друга
уровней энергии и спектральных линий атомов разд. изотопов одного хим.
элемента; проявляется также во вращат. и колебат. спектрах молекул,
содержащих разл. изотопы одного элемента.
И. с. в спектрах изолированного атома может быть обусловлен неск.
причинами. Одна из них связана с движением ядра относительно центра инерции атома (эффект массы). В системе центра инерции импульс ядра Р равен сумме импульсов электронов Sipi.
Учёт движения ядра приводит к появлению в гамильтониане атома члена:
где т - масса электрона, М - масса ядра. И. с. равен
квантовомеханич. среднему от этой величины. Вклад в энергию атома,
соответствующий первому члену суммы (*), наз. нормальным или боровским
сдвигом, он равен
энергия атома в случае неподвижного ядра. Вклад, вносимый в энергию атома вторым членом, наз. специфич. И. с. DEc, он имеет чисто квантовый характер и возникает вследствие обменного взаимодействия атомных электронов.
Сдвиг уровней за счёт эффекта массы наиб. важен для лёгких элементов с массовым числом Ах60; при А'':
он исчезает. В случае тяжёлых изотопов (Aа100) осн. вклад в И. с.
вносит эффект объёма. Внутри ядра конечного размера поле существенно
отличается от поля точечного заряда.
Поэтому для электрона, проникающего в ядро, наблюдается сдвиг уровня
энергии, возрастающий с ростом радиуса ядра. В этом случае И. с. наз.
сдвигом за счёт эффекта объёма. Такой И. с. наиб. важен в случае
конфигураций, содержащих s-электроны, для к-рых максимум электронной плотности
достигается на ядре. Для электронов с не равным нулю орбитальным
моментом он значительно меньше. Исследование эффекта объёма позволяет
получить ряд сведений о структуре ядра.
И. с. принято считать положительным, когда длина волны
спектральной линии уменьшается с ростом массы ядра. Различие длин волн,
вызванное И. с., используется в лазерном разделении изотопов.
В молекулах замена атома одного изотопа другим приводит к изменению её
приведённой массы М и вследствие этого - к изменению вращат. (~1/M)и колебат. (1/ЦМ) энергий молекул, что и вызывает И. с. в молекулярных спектрах.
Литература по изотопическому сдвигу
Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962;
Собельман И. И., Введение в теорию атомных спектров, [2 изд.], М., 1977;
Радциг А. А., Смирнов Б. М., Параметры атомов и атомных ионов, 2 изд., М., 1986;
Летохов В. С., Нелинейные селективные фотопроцессы в атомах и молекулах, М., 1983.
Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
