ヘリウムネオンレーザーのエネルギー準位

質問

ヘリウムネオンレーザーでは電子によって励起されたヘリウムがネオンと衝突することでネオンを励起させるようですが，そのエネルギー準位図を見ていくつか疑問を持ちました．

1.なぜネオンだけ準位がスプリットしているのか．
2.ネオンはなぜsよりp軌道の法方がエネルギーが低くなっているのか．

よろしくお願いします．

回答No.3

eatern27

スピン軌道相互作用は相対論的効果の一つですから閉殻かどうか(電子が何個あるか)などとは関係なく少なからずありますよ。

お礼

回答ありがとうございます．
言われてみればそうでした．

回答No.2

eatern27

1.
#1さんが仰っているのは交換相互作用の事だと思いますが、分裂の数などから考えると他にスピン起動相互作用(相対論)に由来する分裂もあるみたいです。

なお、孤立したネオン原子のエネルギー準位が分裂しているので、ネオン原子間の相互作用とは関係ありません。分裂していない図を使っているのは、単に分裂している事が重要ではない事の説明のために描いた図だからでしょう。

2.
#1さんのご説明の通りですが、英語版のwikipediaによればPaschen notationというようです。

お礼

回答ありがとうございます．

最外殻に1もしくは2個の電子がある場合（アルカリ金属，アルカリ土類金属）はたしかにスピン軌道相互作用によって分裂が起こることは最近学びました．
しかしこの分裂は非常に小さくエネルギー順位に書かれないような気もします．また閉殻構造をとっているネオンではこのスピン軌道相互作用はあるのでしょうか．

ちょっと交換相互作用はまだ学んでいないので，調べてみます．

Paschen notationについて情報ありがとうございます．これも調べてみようと思います．

回答No.1

中村 拓男（@tknakamuri）

>1.なぜネオンだけ準位がスプリットしているのか．

そんなことないです。一般に電子が複数あれば、相互作用で分裂します。

>2.ネオンはなぜsよりp軌道の法方がエネルギーが低くなっているのか．

表記法の問題かと思います。

He-Ne の発振は 5s ⇒ 3p のはずですが、これを 3s ⇒2p と書いてある図が
多いですね。多分意味が違うんだと思います。私にはよくわかりません(^^;

お礼

回答ありがとうございます．
>そんなことないです。一般に電子が複数あれば、相互作用で分裂します。
ネオンはスプリットしていない図がかなり多く説明に用いられていますが，なぜでしょうか．
気体間相互作用による分裂と考えていいですか？あとはスプリットする数って求められますかね？