Hvad er Zeeman -effekten?

Zeeman -effekten er en egenskab i fysik, hvor lyset af en spektralt linje er opdelt i to eller flere frekvenser, når det er under tilstedeværelsen af et magnetfelt.Ejendommen er opkaldt efter Pieter Zeeman, en fysiker fra det 20. århundrede fra Holland, der vandt Nobelprisen i fysik sammen med Hendrik Lorentz i 1902, for at opdage effekten.Udviklingen af kvantemekanik modificerede yderligere forståelse af Zeeman -effekten ved at bestemme, hvilke spektrale linjer der blev udsendt som elektroner, der blev flyttet fra en energi -skal til en anden i deres bane af atomkerner.Forståelsen af Zeeman -effekten har ført til fremskridt inden for elektronparamagnetiske resonansundersøgelser samt måling af magnetiske felter i rummet, såsom solen og andre stjerner. Overvejer, hvordan Zeeman -effekten i brint finder sted, er en afNemmeste metoder til at forstå processen.Et magnetfelt, der påføres en brintovergangsspektrallinie, vil forårsage en interaktion med det magnetiske dipolmoment af orbital vinkelmoment for elektronet og opdele den spektrale linje i tre linjer.Uden magnetfeltet er spektralemission i en enkelt bølgelængde, der styres af de vigtigste kvantetal.

Zeeman -effekten kan også opdeles i den anomale Zeeman -effekt og den normale Zeeman -effekt.Den normale Zeman-effekt er kendetegnet ved sådanne atomer som brint, hvor en forventet overgang til en lige så mellemrum på en triplet af spektrale linjer forekommer.I en anomal effekt kan magnetfeltet i stedet opdele de spektrale linjer i fire, seks eller flere opdelinger med bredere end forventet mellemrum mellem bølgelængderne.Den anomale effekt uddybede forståelsen af elektronspin og er noget af en mikabel, da det nu er en forudsagt effekt.

De eksperimentelle resultater af undersøgelse af dette fænomen konkluderede, at spintilstanden eller orienteringen af elektronet var nøglen til den energiændring, den gennemgik, og derfor den type spektrale emission, den producerede.Hvis baneplanet for en elektron var vinkelret på et påført magnetfelt, ville det producere en positiv eller negativ energiændringstilstand afhængigt af dens rotation.Hvis elektronet var inden for planet for sin bane omkring kernen, ville nettokraften eller energiændringstilstanden være nul.Dette konkluderede, at Zeeman -opdelingseffekter kunne beregnes på baggrund af bane eller vinkelmomentum af et elektron i forhold til ethvert anvendt magnetfelt.

Originale observationer antydede, at den normale Zeeman -effekt var vidne til med brint, hvor der opstod en split til tre spektrale linjer, ville være almindelig.I virkeligheden viste det sig imidlertid at være en undtagelse fra reglen.Dette skyldes, at de tre spektrale linjesplit er baseret på vinkelmoment eller bane af et elektron omkring kernen, men alligevel har en elektronspinilstand dobbelt så stort det magnetiske øjeblik med vinkelmoment.Spin -tilstand ses som en større faktor, derfor skal man presses ved at producere Zeeman -effekten, og spin -tilstande eller elektronrotationer skal teoretisk forudsiges ved hjælp af kvanteelektrodynamik.