Cấu trúc tinh tế

Các vạch phổ nguyên tử là kết quả của các dịch chuyển electron giữa

các mức nguyên tử khác nhau. Sự tách mức tinh tế là do sự tương tác giữa

xung lượng góc spin electron S

và xung lượng góc quỹ đạo L

làm tách các mức năng lượng trong trạng thái kích thích. Sự tách tinh tế được đặc trưng bởi

số lượng tử xung lượng góc toàn phần của electron J :

JLS

. (1.61) Giá trị của số lượng tử J

nằm trong khoảng:

LS J LS. (1.62)

 Đối với trạng thái cơ bản có L = 0 và S = 1/2 nên J = 1/2 là trạng thái 52S1/2.

 Đối với trạng thái kích thích thứ nhất có L = 1 và S = 1/2 nên J = 1/2 và 3/2, gồm các trạng thái 52P1/2 và 52P3/2.

 Đối với trạng thái kích thích thứ hai có L = 2 và S = 1/2 nên J = 3/2 và 5/2, gồm các trạng thái 2

3/ 2

5 D và 2 5/ 2

5 D .

L = 0, 1, nhưng dịch chuyển L00 bị cấm,

S = 0, (1.63) J = 0, 1, nhưng dịch chuyển J 00 bị cấm.

Dịch chuyển 5S1/2 5P1/ 2 thường được gọi là đường D1 có bước sóng

 = 794,978 nm và thời gian sống trạng thái kích thích là 27,70 ns tương ứng với tốc độ phát xạ tự phát là  25,746 MHz. Dịch chuyển 5S1/2 5P3/2

thường được gọi là đường D2 có bước sóng  = 780,241 nm và thời gian sống

trạng thái kích thích là 26,24 ns tương ứng với tốc độ phát xạ tự phát là (2 ) 6,065

   MHz [44].