Re: [學習] Spin-orbit coupling與外加磁場

[gino928 ()]

※ 引述《Harston (Harston)》之銘言：
: 標題: [學習] Spin-orbit coupling與外加磁場
: 時間: Fri Oct  2 14:44:44 2020
:
: Spin-orbit coupling是在討論軌域的角動量與電子自旋的角動量能發生偶合現象，電子
: 填在同角量子數但不同方向的軌域裡就會有不同的J (total angular momentum)，而不同
: 的J可以對應到不同的磁矩，換而言之在外加磁場下就會有不同的能階出現，即Zeeman ef
: fect。
:
: 想請問一下大家，是否一定要有外加磁場才能夠看見此分裂？因為如果是這樣的話，那si
: pn-orbit coupling的能量差就一定要在有外加磁場才能看見了嗎？
:
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: ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.47.68.51 (臺灣)
: ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Chemistry/M.1601621086.A.104.html
: ※ 編輯: Harston (114.47.68.51 臺灣), 10/02/2020 14:45:36
: 推 pupss9316623: 是                                                10/03 13:49
: 謝謝您的回答～
: ※ 編輯: Harston (114.47.68.51 臺灣), 10/03/2020 23:43:02
: 但直接測吸收光譜看得出差異嗎？(因為光也有磁場)
: ※ 編輯: Harston (101.10.34.220 臺灣), 10/04/2020 18:19:11
: 推 taisov: 答案是「否」。請去查一下zero field splitting            10/04 19:47
: 真是太感謝您了！！
: 那請問zero field splitting中提到未成對電子間互相作用產生分裂，是不是能解讀成A
: 電子自旋產生的磁場給B電子分裂用呢？
: ※ 編輯: Harston (101.12.16.137 臺灣), 10/05/2020 07:09:10
: 推 mind324: XPS可量到                                              10/06 12:18
: → mind324: 不用外加磁場                                           10/06 12:19
: 推 kdjf: 沒外加磁場下每個spin都在快速交換，你的觀測事件(光譜學)的  10/07 09:13
: → kdjf: 反應速度要是太慢就會觀測到平均狀態/速度夠快的就能看到瞬   10/07 09:13
: → kdjf: 間spin同向/反向的差異。同軌域電子間的spin永遠是反向的啊   10/07 09:13
: 了解，主要是解析度的問題，我的意思是指電子填在Px, Py, Pz時。
: 現在了解單一未對電子的系統(例如O-)，的coulping需要在外加場才能看見Zeeman effec
: t，而多個未配對電子系統(例如O+)因為零場分裂而可以直接觀測到Zeeman effect。
: ※ 編輯: Harston (140.122.53.114 臺灣), 10/07/2020 11:11:45

剛好翻到這篇有點舊的文 覺得原po的理解跟我的想法差異很大

所謂的spin-orbit coupling (SOC) 在 low spin ( s=1/2 ) 的情況下

應該影響只有在 g-factor 上，包含跟自由電子差多少還有g-anisotropy

taisov大提到的zero field splitting (zfs) 並不是代表在 high spin (s>1/2)的系統中

可以在電場為零的情況下觀察到Zeeman effect，Zeeman effect跟zfs是不同的東西

這邊我覺得原po搞混了

high spin 中 SOC 考慮 higher order perturbation而產生zfs

另外原po對於AB電子的互相影響在zfs中是視為spin-spin coupling (SSC)

SOC 跟 SSC 應該是兩個不一樣的影響

我是剛進入ESR沒幾年的菜雞，有錯還請版上大大不吝指教

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推 Harston: 謝謝你的回應! 這幾個月來我有聽到一種我覺得還不錯解釋z
→ Harston: fs的方式，及原子核自旋產生的磁場足夠讓電子的磁矩感受
→ Harston: 到，所以就算沒有外加磁場依然有機會看見Zeeman effect
→ Harston: 另外，可以理解SOC和SSC是不同一件事，那他們共同造成的
→ Harston: 電子能級分裂是否能被歸類在Zeeman effect中呢?~
呃 不對 原子核對電子的影響是hyperfine interaction (hfi)
zfs看的是unpair electron，跟原子核沒關係，soc在量子力學裡屬於fine structure
舉例來說Cr(V) s=1/2沒有zfs 但Cr(III) s=3/2則有
另外Zeeman effect講的是外加磁場
我想應該不能把所有spin state splitting 解釋為Zeeman effect
※ 編輯: gino928 (139.18.3.165 德國), 04/14/2021 15:28:01
推 Harston: 了解!!謝謝你讓我上了一課!讓我釐清了很多東西