Hyperfine Splitting

Definition / 定义

超精细分裂：指原子、离子或分子能级在“精细结构”之外发生的更微小分裂，主要来源于原子核自旋与电子（或轨道）产生的磁场之间的相互作用（如磁偶极相互作用、以及在某些情况下的电四极相互作用）。它常用于解释和测量高分辨率光谱、原子钟与射电谱线等现象。

Pronunciation / 发音

/ˌhaɪpərˈfaɪn ˈsplɪtɪŋ/

Examples / 例句

Hyperfine splitting can be measured with high-resolution spectroscopy.
超精细分裂可以用高分辨率光谱技术测量出来。

In hydrogen, the hyperfine splitting between parallel and antiparallel electron–proton spins leads to the famous 21-centimeter line used in radio astronomy.
在氢原子中，电子与质子自旋平行与反平行所产生的超精细分裂，导致了著名的 21 厘米谱线，并被射电天文学广泛使用。

Etymology / 词源

hyperfine 由 *hyper-*（“更高、更进一步、超过”）与 fine（“精细的”）构成，强调它比“精细结构（fine structure）”还要更细微；splitting 来自 split（“分裂”），表示能级或谱线被分成更靠近的一组分量。该术语在 20 世纪原子物理与光谱学发展中逐渐固定，用于区分不同层级的能级结构：粗结构 → 精细结构 → 超精细结构/分裂。

Related Words / 相关词

• Fine Structure
• Zeeman Effect
• Stark Effect
• Nuclear Spin
• Magnetic Dipole
• Spectroscopy
• Energy Level
• Atomic Clock

Literary Works / 文学作品

• Quantum Mechanics（L. D. Landau & E. M. Lifshitz，“朗道-栗弗席兹”理论物理教程中的量子力学卷）中在原子结构与谱线章节讨论相关的超精细相互作用与分裂。
• Atomic Physics（C. J. Foot）中在原子结构与高分辨率光谱部分讲解超精细结构、选择定则与实验测量方法。
• The Feynman Lectures on Physics（Richard P. Feynman 等，《费曼物理学讲义》）在磁相互作用、原子能级与谱学相关内容中提及并解释超精细效应的物理图景。