Un factor g adimensional efectivo g_J que da la relación entre el momento magnético de un estado atómico y su momento angular total bajo el acoplamiento LS (Russell–Saunders), combinando las contribuciones orbital (g_L=1) y de espín (g_S≈2) en un único coeficiente.

Principio

Bajo el acoplamiento LS el factor de Landé se obtiene proyectando las contribuciones magnéticas orbital y de espín sobre el momento angular total J, dando g_J = 1 + [J(J+1)+S(S+1)−L(L+1)]/[2J(J+1)] para electrones en la aproximación no relativista LS (con pequeñas correcciones QED a g_S).

Demostración

En el efecto Zeeman de campo débil, el desplazamiento energético de un nivel atómico es ΔE = μ_B g_J m_J B (μ_B el magnetón de Bohr); las divisiones medidas de componentes de multipletes permiten extraer L, S y confirmar la fórmula de Landé para muchos átomos ligeros.

Aplicación incorrecta

Aplicar la fórmula de Landé sin cambios en regímenes donde el acoplamiento LS falla (fuerte acoplamiento espín–órbita, acoplamiento jj, átomos pesados) o ignorar correcciones relativistas y de mezcla de configuraciones que alteran g_J de forma significativa.

Consecuencia

El factor g de Landé predice patrones de división Zeeman y momentos magnéticos efectivos de niveles atómicos, permitiendo interpretar la separación de líneas espectroscópicas y las reglas de selección en resonancia magnética atómica.

Inversión

En casos extremos la fórmula se reduce al puro orbital g_J→1 cuando S=0, o tiende al valor de espín g_J→g_S≈2 cuando L=0; invertir las contribuciones (imaginar espín y órbita intercambiados) cambia el signo y la magnitud de la división de niveles predicha.

Límite

Válido principalmente en el régimen de acoplamiento LS (espín–órbita débil) para electrones atómicos y como parámetro efectivo para términos multielectrónicos; excluye la aplicación directa a sólidos con factores g modificados por la estructura de bandas, a átomos fuertemente relativistas sin corrección, y a casos dominados por efectos hiperfinos o colectivos.

Tensión semántica

Existen usos en competencia entre g_J como resultado analítico simple del acoplamiento LS y los factores g efectivos determinados experimentalmente en átomos, iones o sistemas condensados complejos donde interacciones y efectos relativistas modifican el valor.

Síntesis

El factor G de Landé es la prescripción del acoplamiento LS que pondera las contribuciones magnéticas orbital y de espín para producir un g_J efectivo de un término atómico, prediciendo los desplazamientos de energía Zeeman de los estados propios del momento angular total.