Физическая энциклопедия - спин-орбитальное взаимодействие

взаимодействие ч-ц, зависящее от величины и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов кол-ва движения и приводящее к т. н. тонкой структуре уровней энергии системы. С.-о. в.релятив. эффект; формально оно получается, если энергию быстро движущихся во внеш. поле ч-ц находить с точностью до v2/с2, где v скорость ч-цы. Наглядное физ. истолкование С.-о. в. можно получить, рассматривая, напр., движение эл-на в атоме водорода. Эл-н обладает собств. моментом кол-ва движения спином, с к-рым связан спиновый магн. момент. Эл-н движется вокруг ядра по нек-рой «орбите» (примем этот полуклассич. образ). Обладающее электрич.

зарядом ядро создаёт кулоновское электрич. поле, к-рое должно оказывать воздействие на спиновый магн. момент движущегося по «орбите» эл-на. В этом легко убедиться, если мысленно перейти в систему отсчёта, в к-рой эл-н покоится (т. е. в систему, движущуюся вместе с эл-ном). В этой системе ядро будет двигаться и, как любой движущийся заряд, порождать магн.

поле Н, к-рое будет воздействовать на магн. момент m эл-на. Добавки к энергии эл-на, обусловленные этим вз-ствием, зависят от ориентации m и равны -mH=-mHH. Т. к. проекция mH магн. момента m на направление Н может принимать два значения (В±1/2 в ед. С›), то С.-о. в. приведёт к расщеплению уровней энергии в атоме водорода (и водородоподобных атомах) на два близких подуровня к дублетной структуре уровней.

У многоэлектронных атомов картина тонкого (мультиплетного) расщепления уровней энергии более сложная. Атомы щелочных металлов, у к-рых полный спин эл-нов равен 1/2, также обладают дублетной структурой уровней. С.-о. в. существует и у нейтр. ч-ц, имеющих и орбитальный, и спиновый механич. моменты, напр. у нейтронов. Весьма существенно С.-о. в. в ат. ядрах, вклад к-рого в полную энергию вз-ствия велик (до =10%). .