碱金属原子光谱的精细结构课件.ppt

第一节：原子中电子轨道运动的磁矩,相互作用方式,库仑相互作用,磁偶极矩和外磁场的相互作用,原子中磁偶极矩之间相互作用,原子谱线的精细结构,原子的能级的主要结构,塞曼效应,第四章：原子的精细结构：电子的自旋,第一节 原子中电子轨道运动磁矩,第二节 史特恩盖拉赫实验,第三节 电子自旋的假设,第四节 碱金属双线,第五节 塞曼效应,第六节 氢原子能谱研究进展,1、载流闭合回路的磁矩,经典物理：封闭矩形线圈,对应力矩：,1、载流闭合回路的磁矩2、回转运动电子的角动量与磁矩,1、载流闭合回路的磁矩2、回转运动电子的角动量与磁矩,3、拉莫尔进动,1、载流闭合回路的磁矩2、回转运动电子的角动量与磁矩3、拉莫尔进动4、量子表达式,bohr磁子是轨道磁矩的最小单元。是原子物理学中的一个重要常数。,玻尔（bohr）磁子,磁场中磁偶极矩的能量,电场中电偶极矩的能量,比较运动电子在磁场中的能量和电子对在电场中的能量,第一节 原子中电子轨道运动磁矩,第二节 施特恩盖拉赫实验,第三节 电子自旋的假设,第四节 碱金属双线,第五节 塞曼效应,第六节 氢原子能谱研究进展,第四章：原子的精细结构：电子的自旋,1888年2月17日，美国籍德国物理学家奥托施特恩出生于波兰的兰扎里（后划归德国）。斯特恩发展了研究原子和原子核性质的分子束方法，证实了原子磁矩的存在，并于1937年找出了测量原子磁矩的方法。由于在分子束方法和质子磁矩研究中做出的重大贡献，斯特恩荣获了1943年度的诺贝尔物理学奖。,法兰克福大学纪念施特恩-格拉赫实验的铭牌,第二节 施特恩盖拉赫实验,第二节 施特恩盖拉赫实验,原子在容器中被加热成蒸汽,热平衡时容器内的原子速率为麦克斯韦分布：,从小孔出射的原子速率分布是碰壁原子的速率分布函数：,第二节 史特恩盖拉赫实验,最可几速率：,T=7104K，EK=9.0eV10.2eV(第一激发能)，在一般实验条件下，容器内的温度远低于105K，氢原子处于基态。,沿X水平方向运动的氢原子束，其速度：,为了使进入磁场的氢原子束受到力的作用，这个磁场必须是不均匀的磁场区（0.1nm的线度范围内）。,沿着-x方向观察：,N,S,磁场沿Z 方向是变化的，即,磁场沿Z 方向是变化的，即,磁场沿z方向是不均匀的，原子束在垂直方向Z受力为,在磁场中，磁矩在磁场中的势能：,由此磁场产生的不均匀力,x 方向：,Z 方向：,（2）,（1）,时刻，原子沿z方向的速度为,在磁场区域,Z,讨论：,1、如果,量子化，,可以是任意的，,不是量子化的，,z2不是量子化的。,2、只有当空间量子化时，,是量子化的，,Z2才可能是量子化的。,N,S,实验结果,史特恩-盖拉赫实验的结果证明，氢原子在磁场中只有两个取向，有力的证明了原子在磁场中的取向是量子化的。它第一次量度原子的基态性质的实验，进一步开辟了原子束及分子束实验的领域。,But,很多原子的磁矩分量并不是奇数，而是偶数。例如，氢原子，还有Li，Na，K, Cu,Ag,Au等观察到两个取向；,难道是轨道角动量矢量合成？,第四章：原子的精细结构：电子的自旋,第一节 原子中电子轨道运动磁矩,第二节 史特恩盖拉赫实验,第三节 电子自旋的假设,第四节 碱金属双线,第五节 塞曼效应,第六节 氢原子能谱研究进展,埃伦费斯特和他的学生，1924年，莱顿. 左起： 第开, 古兹密特, 汀柏根, 埃伦费斯特, 克罗尼格, 和费米。,古兹密特是一位天才物理学家。他1902年出生于荷兰海牙，物理学生涯开始于1921年，当时，他是荷兰著名物理学家保罗埃伦费斯特（Paul Ehrenfest）的研究生，因此几乎熟悉欧洲大陆每位有影响的物理学家。1925年时，他已经在荷兰、德国和英国的期刊上发表了10篇论文，之后，他和研究生同学乔治乌伦贝克（George E. Uhlenbeck ）提出了电子自旋的假设，为量子力学的成立作出贡献。,1952年，物理评论主编塞缪尔古兹密特在办公室。,第三节 电子的自旋,实验背景,2,3,碱金属光谱中出现的精细结构（双线）,史特恩-盖拉赫实验出现的偶数分裂意味着（2l+1）为偶数，只有角动量量子数为半整数，而轨道量子数l却只能为整数。,反常塞曼效应出现谱线多重分裂，也不能用电子轨道运动的磁矩加以解释。,1,量子论的发展几乎就是年轻人的天下。爱因斯坦1905年提出光量子假说的时候，也才26岁。玻尔1913年提出他的原子结构的时候，28岁。德布罗意1923年提出相波的时候，31岁（还应该考虑到他并非科班出身）。而1925年，当量子力学在海森堡的手里得到突破的时候，后来在历史上闪闪发光的那些主要人物也几乎都和海森堡一样年轻：泡利25岁，狄拉克23岁，乌仑贝克25岁，古兹密特23岁，约尔当23岁。和他们比起来，36岁的薛定谔和43岁的波恩简直算是老爷爷了。量子力学被人们戏称为“男孩物理学”，波恩在哥廷根的理论班，也被人叫做“波恩幼儿园”。,摘自量子物理史话：上帝投掷骰子吗,1）电子不是点电荷,除轨道角动量外还有自旋运动,具有固有的自旋角动量（内禀角动量）S.它遵从角动量的普遍规律。,S在任意给定方向z上的分量只有两个：,自旋量子数ms只能取两个值：,S在外磁场中的取向,电子的自旋的提出,电子的自旋不能理解为像陀螺一样绕自身轴旋转，它是电子内部的属性（质量、电荷等），与运动状态无关。在经典物理中找不到对应物，是一个崭新的概念,电子自旋假设受到各种实验的支持，是对电子认识的一个重大发展。狄拉克于1928年找到一种与狭义相对论相融洽的理论，可由狄拉克相对量子力学严格导出电子自旋的自然结果。,“自旋”概念是量子力学中的新概念，与经典力学不相容，一经提出便遭到泡利等一批物理学家的反对。但后来的事实证明，自旋的概念是微观物理学最重要的概念之一。,电子的自旋的提出,自旋磁矩？,自旋角动量,从以上的讨论可知两者相差一倍：,但这两个式子与实验不符，为此乌仑贝克与古兹米特进一步假设：电子的磁矩为一个玻尔磁子，即为经典数值的2倍。,此前已得到电子轨道运动的磁矩为：,电子与自旋相联系的磁矩类似于电子轨道运动的磁矩。可写出电子自旋的磁矩为：,并不普遍适用,表明在原子体系中,朗德g因子,磁矩和角动量总是一起出现，表示系统的状态可用角动量的量子数，但是说明了角动量的情况并不等于说明了磁矩的情况，为此，我们引入朗德g因子。,对于任意角动量量子数j所对应的磁矩及其在Z方向的投影均可表为：,对于轨道运动g=1,对于纯自旋运动g=2,对于一般情况角动量通过耦合而成为总角动量，g有不同的值,朗德g因子,引入g后，电子的轨道磁矩、自旋磁矩和总磁矩以及在z方向的分量分别表示为：,当只考虑轨道角动量时,当只考虑自旋角动量时,（这就“回”到了之前的关系式）,朗德g因子,原子中电子的轨道、自旋角动量对应的磁矩矢量合为总磁矩。,考虑到,合磁矩并不在总角动量j的延线方向。因 l 和s 绕 j 旋进，所以都绕j的延线旋进。,由图知，的方向不确定。它有两个分量，与j垂直的分量对外的平均效果抵消了（由于绕j转动的缘故）。对外起作用的是它沿j的延线的分量，这就是电子的总磁矩,单电子磁矩与角动量的关系,单电子朗德g因子的表达式,对图示进行分析，利用三角形的余弦定理可求出,式中用到几个类同的缩写：,代入电子的 则：,只在外磁场不足以破坏s-l耦合时才成立,通常表示为以下形式：,在以上的讨论中，起关键作用的是,说明：在导出上式时隐含着的两个假定：1）外磁场的强度不足以破坏s-l耦。因为当外磁场很强以致s-l不能耦合为j时，s,l将分别绕外磁场进动，上式不成立。,对的进一步讨论：,单电子朗德g因子的表达式,2）只考虑单个电子。但对于大多原子，所有偶数部分的电子角动量都双双抵消了，最终有贡献的只是单电子。对于另一些原子，对原子的总角动量或总磁矩有贡献的电子不止一个，但在大多数情况下，上式仍成立，只要把式中的s,l改为电子耦合成的总自旋S和总轨道角动量L即可。即,量子力学可证明，j可能的取值是：,量子化的 的大小：,原子的磁矩及其在z方向的分量为：,光谱项符号,与轨道角动量量子数对应的符号,总角动量,自旋多重数,主量子数,J=3/2),对于氢（单电子）,因氢原子处于基态,进而可得出gj=2 ,故有：,考虑到具体实验参数：,此计算结果表明处于基态的氢原子束在不均匀磁场作用下分裂为两层，各距中线1.12cm，与实验甚符。,史特恩-盖拉赫实验的解释,史特恩-盖拉赫实验中，处于基态的窄银原子束通过不均匀横向磁场，磁场的梯度为 特斯拉/米，磁极纵向范围L1=0.04米，从磁极到屏距离L2=0.10米，原子的速度5102米/秒。在屏上两束分开的距离d=0.002米。试确定原子磁矩在磁场方向上投影 的大小（设磁场边缘的影响可忽略不计）。,史特恩-盖拉赫实验结果证明 :1）原子在外磁场中的取向呈量子化；2）电子自旋假设是正确的，s=1/23）电子自旋磁矩的数值为,史特恩-盖拉赫实验的解释,第四章：原子的精细结构：电子的自旋,第一节 原子中电子轨道运动磁矩,第二节 史特恩盖拉赫实验,第三节 电子自旋的假设,第四节 碱金属双线,第五节 塞曼效应,第六节 氢原子能谱研究进展,回顾：碱金属光谱,碱金属原子：原子中的电子有规则的组合，这些组合一个共同的特点：在一个完整的结构之外，多余一个电子，内部完整而稳固的机构成为原子实，外面的电子称作价电子。,碱金属光谱,（1）能量由（n, ）两个量子数决定。各能级均低于氢原子相应能级。,（2）对同一n值，值较大的能量越高，与氢原子的差别较小；对同一值，n值较大的能量越高，与氢原子的差别较小。,（3）n很大时，能级与氢的很接近，少数光谱线的波数几乎与氢的相同。,当电子运动的轨道偏心率很大时，接近原子实的那部分轨道可能会穿入原子实，因而价电子在轨道的不同位置感受到的有效电荷数 Z* 可能不同。,当价电子处在离原子实较远的轨道上时，价电子感受到的原子实的有效电荷数为Z*=1，这时只有原子实的极化效应对能级产生影响，与氢能级很接近；,当价电子处在穿过原子实的那部分轨道上时，原子实对它的有效电荷Z*1，在贯穿轨道上运动的电子有一部分时间处在Z*=1，另一部分时间处在Z*1的电场中，所以平均的有效的有效电荷数Z*1.,轨道贯穿,a非贯穿轨道 b贯穿轨道 价电子的轨道运动,原子实是一个球形对称的结构，它里边的原子核带有Ze正电荷和(Z-1)e负电荷，在原子最外层运动的价电子好象是处在一个单位正电荷的库仑场中.,原子实极化,当价电子运动到靠近原子实时，由于价电子的电场作用，原子实中带正电的原子核与带负电的电子的中心会发生微小的偏移，于是负电的中心不再在原子核上，形成一个电偶极子 这就是原子实的极化。,价电子靠近原子实，使原子实极化,光谱是原子内部电子的运动形成的，反映了原子的内部结构。原子的光谱决定于其最外层价电子，碱金属元素的光谱可以用与氢原子的公式相似的公式来表述。,氢原子和类氢离子的能级:,里德伯给出的经验公式:,其中 Z* 是价电子感受到的“原子实”的有效电荷，对于氢原子Z*=1，对于碱金属原子，由于原子实极化和轨道贯穿效应的存在，使得Z*1.,A 有四组谱线-每一组的初始位置是不同的，表明有四套动项。B 有三个终端-即有三套固定项C 两个量子数-主量子数和轨道量子数D 一条规则-选择定则L=1,nP2S主线系P,nS2P锐线系S,nD2P漫线系D,nF3D基线系F,2、主线系和锐线系的谱线由2条组成，漫线系的谱线由3条组成。,1、光谱线的精细结构：一条谱线是由二至三条线组成。,碱金属原子光谱的精细结构（间隔未按比例）。,3、主线系的双线间距随波数的增加而减少，锐线系的双线间距则不随波数的增长而变化。,波数增加,589.6nm,589.0nm,碱金属谱线的精细结构,碱金属元素的原子光谱各线系的波数均可表示为光谱项之差，其活动项与跃迁的初态对应，固定项与跃迁的末态对应。,主线系和锐线系的双线结构，说明与跃迁的初态和末态对应的两个能级中至少有一个存在“分裂”。,决定初态,末态分裂：各谱线的分裂间距不一定随谱线的改变而改变，对应锐线系（nS2P）；初态分裂：不同的初态产生不同的分裂，各谱线的分裂随谱线的不同而不同，对应主线系（nP2S）。,考虑电子自旋角动量s只有两个取向，根据轨道角动量和自旋角动量的耦合，可知：,碱金属双线的存在，是提出电子自旋假设的根据之一。,碱金属谱线的精细结构,S能级为单层能级，但2P能级为双层能级，则这样的能级结构将产生光谱的双线结构，其波数差决定于2P能级分裂的大小，故双线间隔不变。,进一步假设所有P能级都是双层的，且双层能级间的间隔随n的增大而渐减，则可解释主线系的双线结构。,电子绕原子核作轨道运动，也可以看做是原子核绕电子作轨道运动，下面通过经典模型计算电子的自旋-轨道相互作用。,原子核绕电子作圆周运动，相当一环形电流,环形电流在中心产生的磁感应强度,电子绕核运动的轨道角动量,自旋轨道相互作用,自旋轨道相互作用,环形电流在中心产生的磁感应强度,电子自旋磁矩,电子自旋磁矩与轨道运动产生的磁场的相互作用能U：,相对论修正后的自旋-轨道耦合能（1926年托马斯考虑相对论效应得到）,自旋-轨道耦合能的计算,在原子的一个具体状态中，自旋-轨道耦合能是在该状态下求平均值计算的。,U在r处的数值,在r处dV内出现的几率,自旋-轨道耦合能的数值依赖于两个平均值：,和,对于单电子,的计算,对于氢原子,的计算,不同的原子的波函数不同，所以 与原子态有关,其中玻尔半径,精细结构常数,单电子的自旋-轨道耦合能和差值:,其中,电子自旋-轨道耦合能：,在单电子原子能谱中，起主导作用的静电作用给出能谱的粗结构；而自旋轨道作用所给出的能量差引起能谱的精细结构。精细结构是是粗结构的倍，这也是将称为精细结构常数的原因。,静电相互作用：能谱的粗 结 构能量数量级为,自旋-轨道相互作用：能谱的精细结构能量数量级为,由所得U的结果知，双线分裂间距（or精细结构裂距）随Z的增大而急剧增加，随主量子数n的增加而减少，这些结论与实验事实相符。此外，Z越大，裂距越大，所以碱金属原子谱线的精细结构比氢原子容易观察到。,例：氢原子2P的分裂。可得,or:,考虑：钠原子4P的分裂,考虑自旋-轨道耦合,4.单电子原子辐射的跃迁的选择规则,A “recent” publication,一些基本物理常数在测量精度内没有变化,第四章：原子的精细结构：电子的自旋,第一节 原子中电子轨道运动磁矩,第二节 史特恩盖拉赫实验,第三节 电子自旋的假设,第四节 碱金属双线,第五节 塞曼效应,第六节 氢原子能谱研究进展,彼得塞曼（Peter Zeeman，1865年5月25日1943年10月9日），荷兰物理学家。1885年进入莱顿大学在亨德里克洛伦兹和昂尼斯的指导下学习物理学，并当过洛伦兹的助教。受洛伦兹的影响，塞曼对他的电磁理论十分熟悉，并且实验技术精湛。1892年塞曼因为仔细测量了克尔效应而获金质奖章。1893年取得博士学位。后进入荷兰阿姆斯特丹大学。1896年塞曼发现了原子光谱在磁场中的分裂现象，被命名为塞曼效应。随后洛伦兹在理论上对这种现象进行了解释。二人因此被授予1902年的诺贝尔物理学奖。,磁相互作用,磁矩之间的相互作用,磁矩和外磁场的相互作用,产生角动量的耦合(SL),磁矩在外磁场中有附加能量,外磁场较弱：磁矩之间的相互作用大于磁矩与外磁场的相互作用，原子中磁矩首先耦合，生成的角动量的磁矩和外磁场相互作用产生附加能量,外磁场较强：磁矩之间的相互作用小于磁矩与外磁场的相互作用，磁矩独立地外磁场相互作用产生附加能量-帕邢-巴克效应,原子序数为偶数的元素,原子序数为奇数的元素,正常塞曼效应,反常塞曼效应,正常塞曼效应,镉原子 Cd（48）,讨论的跃迁,原子的总角动量为J，磁矩为（主要是电子的贡献）的体系在外磁场B（方向沿z轴）中的势能：,在z方向的投影：,原子的光谱跃迁：在E2E1间的跃迁：,无外磁场时：,有外磁场时：,镉原子自旋为0时，,依选择规则：,对镉(Cd)原子的磁矩有贡献的是两个电子，它们自旋相反，总磁矩S0。 （2S+11，是独态），故能产生正常塞曼效应。,共有9个跃迁,但只有3种能量差值,故出现3条分支谱线,其中每一条均包含3种跃迁.,拉莫尔进动的解释,以磁场方向为在轴，角动量沿Z轴方向进动,上式表明，外加1T的磁场而引起的分裂是14GHz,拉莫尔频率,洛伦兹单位,电子的荷质比,由正常塞曼效应的谱线分裂，可进一步计算电子的荷质比e/me。且算得的荷质比与其它实验所得的结果完全一致。,波长已知的谱线在外磁场B作用下产生正常塞曼效应，测出分裂谱线的波长差。由于分裂的能量间隔相等，故：,由上式导出的荷质比与1897年汤姆孙实验所测数值相符。这也证明在分析塞曼效应时所作的那些假设是成立的(总自旋为零）。,塞曼效应的偏振特性,光的偏振性质,光是横波，电场的振动方向垂直传播方向,线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解,当迎着光传播方向看,光矢量逆时针旋转为左旋（圆）偏振光.,光子的角动量方向与电矢量旋转方向组成右手螺旋定则,当迎着光传播方向看,光矢量顺时针旋转为右旋（圆）偏振光.,光子的自旋角动量,光子的角动量,光子角动量,方向：与光波的电矢量旋转方向成右手螺旋定则,原子发射光子，角动量守恒,原子初态角动量,原子末态角动量,光子角动量,反常塞曼效应,1897年12月，普雷斯顿(T.Preston)发现：很多实验中塞曼分裂的数目可以不是三个，间隔也不尽相同。这称为反常（复杂）塞曼效应。,反常塞曼效应是乌仑贝克-古兹米特提出电子自旋假设的根据之一。利用电子自旋假设有效地解释了反常塞曼效应，同时也证明了电子自旋假设的正确性。,史特恩-盖拉赫实验和反常塞曼效应，都需要用一种全新的物理图象作出解释。而正是这两个实验导致了“电子自旋”假定的提出。,在量子力学和电子自旋概念建立之前，反常塞曼效应一直不能解释（约30年），被列为“原子物理中悬而未决的问题”之一。,反常塞曼效应的条件：外磁场较弱外磁场与磁矩的相互作用小于原子中磁矩的相互作用。 原子首先发生自旋轨道耦合生成耦合磁矩耦合磁矩和外场相互作用产生附加能分析光谱效果。,典型分析：钠原子P态S态的跃迁（D线）,典型分析：钠原子P态S态的跃迁（D线）,上能级,下能级,选择定则,D1线,观测方向：垂直于磁场方向,D2线,观测方向：垂直于磁场方向,结合跃迁选择规则（m=1,0）容易算出，钠D线中589.6nm的那条谱线分裂成4条（图22.6），两边相邻两谱线之间的频率差为2/3洛伦兹单位,而中间的两条差为4/3洛伦兹单位。,同样可得，波长为589.0nm的谱线分裂为6条,相邻两谱线之间的频率差均为2/3洛伦兹单位。且分裂后，原谱线位置上不再出现谱线，当磁场为3T时，谱线分裂大小见下图。,反常塞曼效应只在磁场不很强时才会出现（且奇数电子）.这时外加磁场不足以破坏l-s耦合,于是自旋与轨道角动量分别绕合成的J作快进动,而J绕外磁场作慢进动.,S,L,快,J,B,慢,弱磁场,电子的自旋和轨道运动相互耦合的总角动量：,按矢量合成法则有:,J的取值由L与S决定，最大值是（L+S），最小值是相邻的整数,由此得：,量子化的 的大小：,SL耦合（coupling）,帕邢-巴克效应,当外磁场的强度超过轨道角动量相互作用的内磁场时,轨道角动量耦合被破坏,自旋和轨道角动量分别绕外磁场旋进.所以在强磁场中反常塞曼效应趋于正常塞曼效应.此现象称为帕邢-巴克效应.,B,强磁场,S,L,强磁场,与弱场情况不同，每个原子状态的附加能量不是自旋轨道耦合能，而是原子中的磁矩（自旋磁矩、轨道磁矩）和外磁场的作用能。,跃迁的选择定则,自旋在引起原子跃迁过程中无影响,无磁场时的一条跃迁线由于强外磁场的影响而分裂为三条。帕邢-巴克效应与正常塞曼效应的结果相同。,表明电子有四个自由度，这四个量子数给定后，电子的状态就完全确定了，电子态确定后，相应的原子态就确定了。,在不加磁场或弱磁场中，,Stark 效应,原子或分子在外电场作用下能级和光谱发生分裂的现象。,分裂和位移量称为斯塔克分裂或斯塔克位移。斯塔克效应又可分为一阶和二阶斯塔克效应。一阶的情况下光谱分裂或位移是与电场强度呈线性关系，二阶则是和电场强度呈二次方关系。,磁场中磁偶极矩的能量,电场中电偶极矩的能量,第四章：原子的精细结构：电子的自旋,第一节 原子中电子轨道运动磁矩,第二节 史特恩盖拉赫实验,第三节 电子自旋的假设,第四节 碱金属双线,第五节 塞曼效应,第六节 氢原子能谱研究进展,or,玻尔理论,索末菲,海森伯,狄拉克,4、 蓝姆移动1947年蓝姆和李瑟福用射频波谱学的方法测得22S1/2能级比22P1/2能级高1058Mhz，即E=0.033cm-1=3.3m-1,与狄拉克公式结果有显著差别，从而导致了量子电动力学的诞生。这是因为电子除受核的静电作用、磁相互作用以及相对论效应外，还受到因发光而产生的辐射场作用（即与其自身发出的辐射之间的相互作用），因而在计算能级时要进行辐射修正，当计算到微扰的四级效应时，可得到与实验一致的结论。理论指出，辐射场对S能级影响最大。,蓝姆移动,碱金属 双线,兰姆位移,小 结,1. 碱金属原子光谱和能级,(1)四个线系:主线系、第一辅线系（漫）、第二辅线系（锐）、柏格曼系（基）共振线、线系限波数、波数表达式,(2)光谱项,(3)起始主量子数,Li:n=2;Na:n=3;K:n=4;Rb:n=5;Cs:n=6;Fr:n=7,(4) 碱金属原子能级与氢原子不同的原因：原子实极化和轨道贯穿,2电子自旋,(1)实验基础与内容：电子除具有质量、电荷外，还具有自旋角动量,称自旋角量子数）,和自旋磁矩.,自旋投影角动量,称自旋磁量子数,(2) 单电子角动量耦合：总角动量,称总角量子数.,称总磁量子数,(3)描述一个电子的量子态的四个量子数：,强场：,原子态（光谱项）符号:,态不分裂，,态分裂为两层,3碱金属原子光谱和能级的精细结构,(1)原因：电子自旋轨道的相互作用,(2)能级和光谱项的裂距,(3)选择定则：,画出锂、钠、钾原子的精细结构能级跃迁图,4. 氢原子光谱和能级的精细结构,（1）原因：相对论效应和电子自旋轨道相互作用,（2）跃迁图,