Исследование дублета натрия

1. Затруднения теории Бора и Шрёдингера. Спин электрона.

В своё время теория Бора смогла объяснить довольно большое количество необъяснимых на то время с точки зрения классической физики экспериментальных фактов. Породив собой такие разделы физики как квантовая механика и атомная физика, она начала испытывать существен­ные трудности в связи с развитием этих наук и дальнейшим исследованием природы и поведения микромира. Одним из таких серьёзных затруднений является попытка объяснить дублетный ха­рактер спектров щелочных металлов и более сложный, так называемый мультиплетный характер остальных элементов. Этого не позволяла сделать ни теория Бора, ни теория Шрёдингера, ко­торая, в свою очередь, была логическим и математически последовательным обобщением теории Бора. Оказалось, что для того чтобы объяснить мультиплетный характер различных атомов, тре­буется адаптировать уравнение Шрёдингера к основным принципам релятивиской физики. Что и было сделано позже Полем Дираком, который впервые записал волновое уравнение с учётом релятивиских поправок (уравнение Дирака). Из этого уравнения, как и в своё время из уравне­ния Шрёдингера, вытекало много удивительных фактов, которые рано или поздно подтвердились на экспериментах (Нобелевская премия за 1933 г.). В данном случае нам интересен только один из таких фактов - появление у электрона спинового механического момента.

Если решить уравнение Дирака, то у электрона появляется собственный механический момент, характеризующий только его самого (как оказалось позднее, спиновым механическим моментом может обладать не только электрон, но и другие элементарные частицы). Спиновое квантовое чис­ло квантует собственный механический момент количества движения и собственный магнитный момент электрона. Его называют спиновым квантовым числом электрона или просто спин (от англ. spin - вращение).