Imagen física del acoplamiento espín-órbita

Solo quiero confirmar mi comprensión del acoplamiento espín-órbita de un átomo de hidrógeno. Es la idea de que el espín del electrón tiene un momento dipolar magnético y la órbita del electrón también tiene un momento dipolar. Sabemos que los momentos dipolares producen un campo magnético, por lo que el momento dipolar del electrón en órbita produce un campo magnético que ejerce un par sobre el momento dipolar del momento magnético del dipolo de espín.

¿Es esta la idea básica? Esto parece extraño, por lo que el campo magnético del electrón (a través del campo magnético del momento dipolar de la órbita) está ejerciendo una fuerza sobre sí mismo (dado que el campo magnético del momento dipolar de la órbita ejerce una fuerza (torque) sobre el momento dipolar de espín) ?

¿Sería entonces la imagen como sigue (donde el momento dipolar orbital está en el centro y produce un campo magnético en el vector dipolar de espín ubicado a una distancia R lejos en el punto del electrón). Entiendo que estas son ideas clásicas para un concepto cuántico, pero solo quiero obtener la mejor imagen clásica por ahora:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Gracias por cualquier claridad.

John, sobre "y la órbita del electrón también tiene un momento dipolar", no estoy seguro. ¿Dos electrones en la misma órbita tienen en suma cero momento dipolar magnético? ¿Quieres leer acerca de la distribución de los momentos dipolares magnéticos de los electrones en los átomos?
Para ver imágenes reales de líneas espectrales de espín y acoplamiento de espín, pregunto ¿ Dónde encontrar imágenes (no bocetos) con líneas espectrales bajo la influencia de campos magnéticos (efecto Zeeman anómalo)?

Respuestas (1)

El electrón se mueve a gran velocidad a través del campo eléctrico radial del núcleo. La transformación de Lorentz de este campo eléctrico al marco del electrón en movimiento significa que el electrón ve un campo magnético además del campo eléctrico. Este campo magnético interactúa con el momento del dipolo magnético del electrón para producir el acoplamiento espín-órbita. También hay un efecto puramente cinemático "precesión de Thomas" que cambia el coeficiente.

Cuanto mayor es la carga en el núcleo, más rápido se mueve el electrón en su órbita y mayor es el efecto espín-órbita. Esta es la razón por la que el efecto es mayor en los átomos pesados ​​que se encuentran más arriba en la tabla periódica.

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