Cấu trúc siêu tinh tế

Sự tách mức siêu tinh tế xẩy ra do sự tương tác của spin hạt nhân I

với xung lượng góc toàn phần của electron J

. Sự tách siêu tinh tế được đặc trưng

bởi số lượng tử xung lượng góc toàn phần của nguyên tử F

:

F JI

. (1.64) Giá trị của số lượng tử F

nằm trong khoảng:

J I F J I. (1.65) Các dịch chuyển siêu tinh tế tuân theo quy tắc lọc lựa:

F = 0, 1. (1.66) Spin hạt nhân của nguyên tử 85Rb là I 5 / 2 và của nguyên tử 87Rb là 3 / 2

I , do đó sự tách siêu tinh tế của các trạng thái của 85Rbvà 87Rb là khác nhau:

Đối với nguyên tử 85Rb:

 Trạng thái cơ bản 52S1/2 bị tách thành hai trạng thái là 52S1/ 2,F 2, 3.

 Trạng thái kích thích thứ nhất 52P1/2 và 52P3/2 bị tách thành các trạng thái là 52P1/2,F 2, 3 và 52P3/2,F 1, 2, 3, 4.

 Trạng thái kích thích thứ hai 52D3/2 và 52D5/ 2 bị tách thành các trạng thái là 52D3/2,F 1, 2, 3, 4 và 52D5/ 2,F 0, 1, 2, 3, 4, 5.

Giản đồ các mức năng lượng tinh tế và siêu tinh tế của nguyên tử 85Rb

được mô tả trong Hình 1.5.

Hình 1.5. Sơ đồ các mức năng lượng tinh tế và siêu tinh tế của nguyên tử 85Rb [44].

Đối với nguyên tử 87Rb:

 Trạng thái cơ bản 52S1/2 bị tách thành hai trạng thái là 52S1/ 2,F 1, 2.

 Trạng thái kích thích thứ nhất 52P1/2 và 52P3/2 bị tách thành các trạng thái là 52P1/ 2,F 1, 2 và 52P3/2,F 0, 1, 2, 3.

 Trạng thái kích thích thứ hai 52D3/2 và 52D5/ 2 bị tách thành các trạng thái là 52D3/2,F 0, 1, 2, 3 và 52D5/ 2,F 1, 2, 3, 4.