ТО́НКАЯ СТРУКТУ́РА

ТО́НКАЯ СТРУКТУ́РА уров­ней энер­гии ато­мов и ио­нов, со­во­куп­ность близ­ких по энер­гии ком­по­нен­тов уров­ней, воз­ни­каю­щих вслед­ст­вие их муль­ти­плет­но­го рас­ще­п­ле­ния. Фи­зич. ме­ха­низм муль­ти­плет­но­го рас­ще­п­ле­ния (см. в ст. Муль­ти­плет­ность) име­ет ре­ля­ти­ви­ст­скую при­ро­ду и вклю­ча­ет два эф­фек­та: за­ви­си­мость мас­сы элек­тро­на от его ско­ро­сти и спин-ор­би­таль­ное взаи­мо­дей­ст­вие. Мас­штаб Т. с. оп­ре­де­ля­ет­ся квад­ра­том тон­кой струк­ту­ры по­сто­ян­ной α≈¹/₁₃₇. Для уров­ней энер­гии ато­ма во­до­ро­да и во­до­ро­до­по­доб­ных ио­нов ве­ли­чи­на рас­ще­п­ле­ния уров­ней опи­сы­ва­ет­ся фор­му­лой ΔE_nJ=α²[³/₄n – 1/(J+¹/₂)]Z⁴R/n³, где J – пол­ный мо­мент ато­ма (ио­на), n – глав­ное кван­то­вое чис­ло уров­ня, Z – за­ряд яд­ра, R – по­сто­ян­ная Рид­бер­га. Тон­кое рас­ще­п­ле­ние уров­ней энер­гии ато­мов пер­вой тре­ти хи­мич. эле­мен­тов пе­рио­дич. сис­те­мы под­чи­ня­ет­ся пра­ви­лу ин­тер­ва­лов Лан­де, со­глас­но ко­то­ро­му энер­ге­тич. ин­тер­вал ме­ж­ду со­сед­ни­ми по­ду­ров­ня­ми энер­гии с разл. J со­от­но­сят­ся сле­дую­щим об­ра­зом: ΔE_J+1,J/ΔE_J,J_–1=(J+1)/J. Ве­ли­чи­на ΔE для бо­лее тя­жё­лых ато­мов срав­ни­ма с рас­стоя­ни­ем ме­ж­ду уров­ня­ми. Мо­ле­ку­ляр­ные уров­ни так­же име­ют муль­ти­плет­ную струк­ту­ру. В слу­чае двух­атом­ных мо­ле­кул она оп­ре­де­ля­ет­ся пол­ным мо­мен­том им­пуль­са элек­тро­нов от­но­си­тель­но оси мо­ле­ку­лы; в мно­го­атом­ных мо­ле­ку­лах клас­си­фи­ка­ция под­уров­ней Т. с. го­раз­до слож­нее.