4.1 Spin-Bestimmung durch Hyperfeinstrukuruntersuchungen

Zwei Meágr”áen:

1.

Zahl und relativer Abstand der Komponenten $\Rightarrow$ Nur vom Kernspin I und Gesamtspin J abh„ngig

2.

Absolute Gr”áe der Aufspaltung $\Rightarrow$ Abh„ngig von magnetischen Moment $\mu$

• Zahl der Hyperfeinstrukturkomponenten:
  • Kopplung von Kerndrehimpuls und H�llendrehimpuls: $\vec{F}=\vec{I}+\vec{J}$
  • Wertebereich von F: $(I+J), (I+J-1), \cdots \vert I-J\vert$
  • Multiplizit„t der Aufspaltung: (2I+1) f�r $I \leq J$ bzw. (2J+1) f�r J < I

• Relativer Abstand
  • Wechselwirkungsenergie der Hyperfeinstruktur
    

    $$\Delta E_{HFS} = - {A \over 2} \left[ F(F+1) - I(I+1) - J(J+1)\right]$$ (25)

    
    

  • ${A \over 2} = {\mu_I \mu_J B_0 \over 2 I J}$
  • A: Intervallfaktor

• Aufspaltung der Hyperfeinstruktur im Magnetfeld
  • Im schwachen Magnetfeld: I und J bleiben zu F gekoppelt
    • I und J bleiben zu F gekoppelt
    • Aufspaltung in (2F+1) Komponenten
    • $F, (F-1), \cdots, -F$
    • Auswahlregeln: $\Delta F = 0,\pm 1; \Delta m_F = 0,\pm 1$
    • $\Leftarrow$ Zeemann-Effekt der HFS
  • Im starken Magnetfeld:
    • I und J entkoppeln
    • Anordnung in Gruppen mit gleichem m_J
    • je Gruppe: (2I+1) Unterzust„nde $\Rightarrow I$
    • Auswahlregeln: $\Delta m_I = 0,\pm 1; \Delta m_J = 0,\pm 1$
    • $\Leftarrow$ Paschen-Back-Effekt der HFS