Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 30, Numéro C1, Janvier 1969
COLLOQUE DE SPECTROSCOPIE ATOMIQUE
Page(s) C1-41 - C1-47
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1969111
COLLOQUE DE SPECTROSCOPIE ATOMIQUE

J. Phys. Colloques 30 (1969) C1-41-C1-47

DOI: 10.1051/jphyscol:1969111

EXCHANGE POLARIZATION OF THE 3 d-SHELL AND ISOTOPE SHIFT OF THE LEVELS Cu II 3 d9 4 s 1D AND 3D

M. ELBEL and H. HÜHNERMANN

Physikalisches Institut, Marburg/Lahn, Renthof 5


Résumé
D'apres la théorie du 1er ordre de l'effet de masse spécifique, les niveaux 1D et 3D de la configuration 3 d94 s dans le spectre de Cu II (et de Ni I) devraient avoir le même déplacement isotopique. Des mesures indiquent cependant des différences qui s'élèvent à 4 mK dans le cas du cuivre (δM = 2) et à 4 mK dans le cas du nickel (δM = 6). Nous avons essayé d'attribuer ce comportement à une différence entre les orbitales 3 d dans les états 1D et 3D respectivement. Dans un modèle d'interaction de configuration, cela peut êre décrit par des mélanges de niveaux 3 d8 4 d 4 s aux niveaux 3 d9 4 s. Les amplitudes de ces mélanges diffèrent pour les états 1D et 3D. Elles sont proportionnelles au parametre de Slater R2(3 d 4 s, 4 s 4 d) et inversement proportionnelles à la distance des configurations 3 d9 4 s et 3 d8 4 d 4 s dans l'approximation d'ordre zéro. Ces mélanges modifient l'effet de masse spécifique de la couche 3 d, avec des couches 2 p et 3 p pleines, de quantités qui sont proportionnelles à J(3 d, 2 p) . J(4 d, 2p) et a J(3 d, 3 p). J(4 d, 3 p) où les symboles J désignent les intégrales bien connues introduites par Vinti. Ces intégrales ont été calculées numériquement en utilisant des fonctions de Hartree-Fock, les unes données par Hartree, les autres résultant de nos propres calculs. L'accord entre théorie et expérience est satisfaisant et de nature à éclairer d'un jour nouveau l'origine des déplacements isotopiques dans cette région du systeme périodique.


Abstract
According to the first-order theory of the specific-mass effect the 1D- and 3D-levels of 3 d9 4 s-configuration in the Cu II- (and Ni I-) spectrum are expected to have the same isotopic displacement. Measurements indicate, however, that there is a difference which amounts to 4 mK in the case of copper (δM = 2) and 4 mK in the case of nickel (δM = 6). An attempt is made to ascribe this behaviour to a difference in the 3 d-orbitals of 1D and 3D states, respectively. Within a configurational interaction model this may be decribed by admixtures of 3 d8 4 d 4 s states to 3 d9 4 s states. The amplitudes of these admixtures differ in the cases of 1D and 3D states. They are proportional to the Slater parameter R2(3 d 4 s, 4 s 4 d) and inversely proportional to the distance of the configurations 3 d9 4 s and 3 d8 4 d 4 s in the zero-order approximation. These admixtures alter the specific-mass effect of the 3 d-shell with the filled 2 p-and 3 p-shells by amounts which are proportional to J(3 d, 2 p)-J(4 d, 2p) and J(3 d, 3 p). J(4 d, 3 p), where the symbols J denote the well-known integrals of Vinti. These integrals are calculated numerically by means of Hartree-Fock functions which have been given partly by Hartree, partly they result from our own calculation. The agreement of the measured and the calculated values is satisfactory and apt to give a new impression of the origin of isotopic shifts in this region of the periodical system.