hyperfinstruktur

Hyperfinstruktur, opsplitning af atomspektre pga. vekselvirkning mellem elektroner og atomkerne. Beskrivelsen af atomare spektre kan ofte baseres udelukkende på vekselvirkningen mellem atomkernens ladning og atomets elektroner samt på elektronernes indbyrdes vekselvirkning. Højtopløste spektre kan imidlertid udvise effekter, der må tilskrives, at atomkernen ikke kan betragtes som punktformig. Disse effekter benævnes hyperfineffekter, fordi de kun bevirker en lille forskydning i atomets energiniveauer. De blev første gang observeret i 1891 af A.A. Michelson og i 1897 af C. Fabry og A. Perot. I 1924 kunne W. Pauli forklare de observerede hyperfineffekter.

Hyperfineffekter opdeles i hyperfinstruktur og isotopskift. Førstnævnte skyldes vekselvirkningen mellem atomkernens magnetiske dipolmoment, dens elektriske kvadrupolmoment og atomets elektroner, mens sidstnævnte skyldes forskelle i atomkernens masse og volumen for forskellige isotoper af samme grundstof. Hyperfinstruktur forekommer, når atomkernen indeholder et ulige antal protoner eller et ulige antal neutroner. Ved studier af hyperfinstruktur i atomare spektre kan man både få informationer om atomkernens strukturelle egenskaber og om atomets elektronsystem. Ved påtrykning af et magnetfelt kan hyperfinstrukturspektre yderligere opsplittes i magnetiske undertilstande. Radiofrekvens-inducerede overgange mellem disse magnetiske undertilstande danner grundlaget for kernemagnetisk resonans.