Was ist der Zeeman -Effekt?

Der Zeeman -Effekt ist eine Eigenschaft in der Physik, in der das Licht einer Spektrallinie in zwei oder mehr Frequenzen unter dem Vorhandensein eines Magnetfelds unterteilt ist.Das Anwesen ist nach Pieter Zeeman benannt, einem 20 ° C -Jahrhundert -Physiker aus den Niederlanden, der 1902 zusammen mit Hendrik Lorentz den Nobelpreis für Physik gewann, um die Wirkung zu entdecken.Die Entwicklung der Quantenmechanik modifizierte das Verständnis des Zeeman -Effekts weiter modifiziert, indem er feststellte, welche Spektrallinien als Elektronen in ihrer Umlaufbahn von Atomkernen von einer Energieschale zur anderen bewegt wurden.Das Verständnis des Zeeman -Effekts hat zu einer Weiterentwicklung der elektronenparamagnetischen Resonanzstudien sowie zur Messung von Magnetfeldern im Raum wie denen der Sonne und anderer Sterne geführt.einfachste Methoden zum Verständnis des Prozesses.Ein auf eine Wasserstoffübergangsspektrallinie angewendete Magnetfeld verursacht eine Wechselwirkung mit dem magnetischen Dipolmoment des orbitalen Winkelimpulses für das Elektron und spaltet die Spektrallinie in drei Linien.Ohne das Magnetfeld befindet sich die spektrale Emission in einer einzelnen Wellenlänge, die durch die Hauptquantenzahlen bestimmt wird. Der Zeeman -Effekt kann auch in den anomalen Zeeman -Effekt und den normalen Zeeman -Effekt unterteilt werden.Der normale Zeman-Effekt ist durch Atome wie Wasserstoff gekennzeichnet, bei denen ein erwarteter Übergang in eine gleichgezogene Darstellung eines Tripletts von Spektrallinien auftritt.In einem anomalen Effekt kann das Magnetfeld stattdessen die Spektrallinien in vier, sechs oder mehr Spaltungen aufteilen, wobei zwischen den Wellenlängen breitere als erwartete Bereiche.Der anomale Effekt vertiefte das Verständnis des Elektronenspins und ist so etwas wie ein Misklabel, da es sich jetzt um einen vorhergesagten Effekt handelt.

Die experimentellen Ergebnisse bei der Untersuchung dieses Phänomens gelangten zu dem Schluss, dass der Spinzustand oder die Ausrichtung des Elektrons der Schlüssel zu der Energieänderung und daher der Art der produzierten Spektralemissionen waren.Wenn die Umlaufbahn für ein Elektron senkrecht zu einem angelegten Magnetfeld wäre, würde sie je nach Rotation einen positiven oder negativen Energieänderungszustand erzeugen.Wenn das Elektron in der Ebene seiner Umlaufbahn um den Kern wäre, wäre die Netto- oder Energieänderungszustand Null.Dies kam zu dem Schluss, dass die Zeeman -Spaltungseffekte basierend auf der Umlaufbahn oder einem Winkelimpuls eines Elektrons im Vergleich zu jedem angelegten Magnetfeld berechnet werden könnten.

Originalbeobachtungen deuteten darauf hin, wäre häufig.In Wirklichkeit stellte sich jedoch heraus, dass dies eine Ausnahme von der Regel war.Dies liegt daran, dass die drei Spektrallinienspaltung auf dem Winkelimpuls oder der Umlaufbahn eines Elektrons um den Kern basiert, aber ein Elektronenspinzustand hat das doppelte magnetische Moment des Winkelimpulses.Der Spinzustand wird daher als größerer Faktor bei der Erzeugung des Zeeman -Effekts angesehen, und Spinzustände oder Elektronenrotationen müssen theoretisch unter Verwendung der Quantenelektrodynamik vorhergesagt werden.