Atomic spectra and selection rules · Spectres atomiques et règles de sélection
| English | Français |
|---|---|
| selection rule/sɪˈlekʃn ruːl/ | règle de sélection |
| Zeeman splitting/ˈziːmən ˈsplɪtɪŋ/ | splitting Zeeman |
A decision before an answer
- Not every energy difference produces a strong electric-dipole line.
- Your goal: Relate atomic energies to spectral lines.
Une décision avant une réponse
- Toutes les différences d'énergie ne produisent pas une raie électrique-dipolaire forte.
- Votre objectif : Relier les énergies atomiques aux raies spectrales.
Read the relationship
- For hydrogen-like one-electron ions, the bound energies scale as −13.6 Z²/n² eV in the simplest nonrelativistic model. Emission requires a downward transition and positive photon energy.
- Apply angular-momentum quantum numbers.
Lire la relation
- Pour les ions hydrogénoïdes à un seul électron, les énergies liées s'échelonnent selon −13.6 Z²/n² eV dans le modèle non relativiste le plus simple. Une émission nécessite une transition descendante et une énergie photonique positive.
- Appliquer les nombres quantiques du moment angulaire.
Hydrogen n=3 has energy about:
Divide −13.6 by 9.
Use the defining rule
- Orbital angular momentum has l=0,…,n−1 and m_l=−l,…,l. Electron spin adds s=1/2; total angular momentum combines orbital and spin contributions.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
Utiliser la règle définissante
- Le moment angulaire orbital a l=0,…,n−1 et m_l=−l,…,l. Le spin électronique ajoute s=1/2 ; le moment angulaire total combine les contributions orbitales et de spin.
- Distinguer les transitions électriques-dipolaires permises et interdites.
Which Δl is electric-dipole allowed?
The orbital rule is Δl=±1.
Check the conditions
- Electric-dipole selection rules include Δl=±1 and Δm=0,±1. These rules concern a specific transition mechanism; forbidden does not mean impossible by every mechanism.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
In hydrogen, E1=−13.6 eV and E2=−3.4 eV. A 2p→1s emission releases 10.2 eV and satisfies Δl=−1. A 2s→1s transition has Δl=0, so it is electric-dipole forbidden even though the same energy difference exists.
Vérifiez les conditions
- Les règles de sélection de l'électrique-dipôle incluent Δl=±1 et Δm=0,±1. Ces règles concernent un mécanisme de transition spécifique ; « interdit » ne signifie pas impossible par tous les mécanismes.
- Distinguer les transitions électriques-dipolaires permises et interdites.
Dans l'hydrogène, E1=−13.6 eV et E2=−3.4 eV. Une émission de 2p→1s libère 10.2 eV et satisfait Δl=−1. Une transition de 2s→1s a Δl=0, donc elle est interdite électriquement-dipolaire même si la même différence d'énergie existe.
For hydrogen 2→1, the photon energy is ____ eV.
Subtract −13.6 from −3.4.
Apply the task format
- Fine structure, spin–orbit effects and Zeeman splitting refine the simplest hydrogen picture. In many-electron atoms, shielding and electron interactions invalidate direct hydrogen-energy substitution.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
Do not make the final-state energy minus initial-state energy negative for an emitted photon.
Appliquer le format de la tâche
- La structure fine, les effets spin-orbite et le splitting Zeeman affinent la vue simplifiée de l'hydrogène. Dans les atomes multiélectroniques, l'écranage et les interactions électroniques invalident la substitution directe des énergies de l'hydrogène.
- Distinguer les transitions électriques-dipolaires permises et interdites.
Ne faites pas en sorte que l'énergie de l'état final moins l'énergie de l'état initial soit négative pour un photon émis.
Which answer fits this case? · Quelle réponse correspond à ce cas ?
Relate atomic energies to spectral lines · Relier les énergies atomiques aux raies spectrales
Electric-dipole forbidden means no emission mechanism can ever exist.
Other mechanisms, such as two-photon emission, can occur.
Keep the distinctions
- selection rule 选择定则 — A restriction on transitions for a specified interaction mechanism.
- Zeeman splitting 塞曼分裂 — Magnetic-field splitting of atomic energy levels.
- Relate atomic energies to spectral lines.
- Apply angular-momentum quantum numbers.
- Distinguish allowed and forbidden electric-dipole transitions.
Conserver les distinctions
- règle de sélection — Restriction sur les transitions pour un mécanisme d'interaction spécifié.
- splitting Zeeman — Séparation des niveaux d'énergie atomiques due à un champ magnétique.
- Relier les énergies atomiques aux raies spectrales.
- Appliquer les nombres quantiques du moment angulaire.
- Distinguer les transitions électriques-dipolaires permises et interdites.
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
The order follows the stated process; check each stage before the next.