ההבדל העיקרי בין מבנה עדין להיפר-דק הוא שבמבנים עדינים, פיצול הקו הוא תוצאה של שינויי האנרגיה שנוצרים על ידי צימוד ספין-מסלול אלקטרוני, בעוד שבמבנים היפר-דקים, פיצול הקו הוא תוצאה של האינטראקציה בין השדה המגנטי לספין גרעיני.
בדרך כלל, מבנה עדין מתאר את פיצול הקווים של קווים ספקטרליים של אטומים המתרחש כתוצאה מספין אלקטרונים ותיקונים רלטיביסטיים למשוואת שרדינגר הלא-רלטיביסטית. מצד שני, מבנה היפר-דק הוא תוצאה של האינטראקציה בין שדה חשמלי ומגנטי שנוצר באופן פנימי לבין גרעין האטומים או הגרעינים במולקולות.
מהו מבנה עדין?
המבנה העדין הוא פיצול הקווים הספקטרליים של אטומים כתוצאה מספין אלקטרונים ותיקונים רלטיביסטיים למשוואת שרדינגר הלא-רלטיביסטית. תופעה זו נמדדה לראשונה על ידי אלברט א. מיכלסון ואדוארד וו. מורלי בשנת 1887 עבור אטום המימן. הבסיס למדידה שלהם היה התיאוריות שהציג ארנולד זומרפלד. מדידות אלו הובילו להכנסת קבוע המבנה העדין. קבוע המבנה העדין הוא מספר חסר ממד השווה בערך ל-1/137.
איור 01: דפוס פיצול מבנה עדין עבור דאוטריום (מקורר)
נוכל לתת את המבנה הגולמי של ספקטרום הקווים באמצעות התחזיות של מכניקת הקוונטים של אלקטרונים לא יחסיות שאין להם ספין.לדוגמה, באטום מימן, המבנה הגולמי תלוי בעיקר במספר הקוונטי העיקרי, n. מודל מדויק יותר ישתמש גם בהשפעות רלטיביסטיות וספין של האטום, שיכולות לשבור את הניוון של רמות האנרגיה של אטום המימן ולהוביל לפיצול הקווים הספקטרליים. אנו יכולים לתת את קנה המידה של פיצול המבנה העדין ביחס לאנרגיית המבנה הגסה כ-(Za)2, כאשר Z הוא המספר האטומי, ו-a הוא קבוע מבנה הסנפירים.
מהו מבנה היפר-דק?
מבנה היפר-דק הוא פיצול רמות האנרגיה באטומים, מולקולות ויונים עקב האינטראקציה בין ענני אלקטרונים לגרעין. בדרך כלל, מבנה היפר-דק נוצר באטומים עקב האנרגיה של מומנט הדיפול המגנטי הגרעיני, המקיים אינטראקציה עם השדה המגנטי שנוצר על ידי האלקטרונים והאנרגיה של מומנט הארבע-פול החשמלי הגרעיני בשיפוע השדה החשמלי. זה קורה בגלל התפלגות המטען בתוך האטום.
איור 02: דפוסי מבנה עדינים והיפר-עדינים עבור אטום מימן ניטרלי
באופן דומה, מבנה היפר-דק במולקולה נוצר עקב השפעות האנרגיה של מומנט הדיפול המגנטי הגרעיני והשדה המגנטי, אך בנוסף, הוא כולל גם את האנרגיה הקשורה לגרעינים מגנטיים שונים במולקולות. הוא כולל גם את האינטראקציה בין המומנטים המגנטיים הגרעיניים לבין השדה המגנטי שנוצר על ידי סיבוב המולקולה.
מה ההבדל בין מבנה עדין למבנה היפר-דק?
באופן כללי, מבנה עדין מתאר את פיצול הקו של קווים ספקטרליים של אטומים כתוצאה מספין אלקטרונים ותיקונים רלטיביסטיים למשוואת שרדינגר הלא-רלטיביסטית.ההבדל העיקרי בין מבנה עדין להיפר-דק הוא שבמבנים עדינים, פיצול הקו הוא תוצאה של שינויי האנרגיה שנוצרים על ידי צימוד ספין-מסלול אלקטרוני, בעוד שבמבנים היפר-דקים, פיצול הקו הוא תוצאה של האינטראקציה בין שדה מגנטי וספין גרעיני.
הטבלה שלהלן מסכמת את ההבדל בין מבנים עדינים לעדין יתר.
סיכום – מבנה עדין לעומת היפר-דק
המבנה העדין הוא פיצול הקווים הספקטרליים של אטומים שקורה כתוצאה מספין אלקטרונים ותיקונים רלטיביסטיים למשוואת שרדינגר הלא-רלטיביסטית. בינתיים, המבנה היפר-דק הוא פיצול רמות האנרגיה באטומים, מולקולות ויונים עקב האינטראקציה בין ענני אלקטרונים לגרעין. ההבדל העיקרי בין מבנה עדין להיפר-דק הוא שבמבנים עדינים, פיצול הקו הוא תוצאה של שינויי האנרגיה שנוצרים על ידי צימוד ספין-מסלול אלקטרוני, בעוד שבמבנים היפר-דקים, פיצול הקו הוא תוצאה של האינטראקציה בין שדה מגנטי וספין גרעיני.
