J-J耦合是一種物理學中描述電子自旋和軌道角動量相互作用的術語。在原子系統中,當電子的自旋-軌道相互作用遠大於電子間的靜電庫侖相互作用時,就會發生J-J耦合。具體計算過程如下:
自旋與軌道角動量的耦合:首先,將每個電子的自旋角動量(s)與其自身的軌道角動量(l)耦合起來,形成各自的總角動量。這可以表示爲 \(s_1 + l_1 = j_1\) 和 \(s_2 + l_2 = j_2\)。這一步驟的目的是爲了得到近似的好量子數,以便於計算電子自旋軌道相互作用因不同的能量狀態而具有的不同能量。
電子總角動量的耦合:接下來,將每個電子的總角動量(j)按照任意次序耦合起來,以形成原子的總角動量(J)。這一步驟涉及到自旋角動量和軌道角動量都繞着各自的總角動量旋進。
量子數的表示:對於僅包括兩個電子的組態,這種耦合方案可以用簡化的符號表示,常用的耦合能級符號爲 \(^2S + ^2S = ^1D\)。
通過上述過程,我們可以計算出電子自旋軌道相互作用因不同的能量狀態而具有的不同能量,從而理解J-J耦合的計算方法。