Эфект Зеемана

Эфект Зе́емана — з'ява расшчаплення энергетычных узроўняў атамаў, малекул і крышталёў у знешнім магнітным полі, якая выклікае расшчапленне спектральных ліній у спектрах выпраменьвання і паглынання рэчываў, змешчаных у магнітнае поле. Адкрыты П. Зееманам у 1896 годзе.

Калі атам знаходзіцца ў аднародным магнітным полі напружанасцю H, то спектральная лінія з даўжынёй хвалі λ, якую ён выпраменьвае, расшчапляецца на некалькі кампанент, у найпрасцейшым выпадку — на лініі λ - Δλ, λ, λ + Δλ.

Адлегласць паміж крайнімі палярызаванымі кампанентамі:

2Δλ = 9,4×10^-13 g λ² H

Тут λ — даўжыня хвалі ў ангстрэмах, H — напружанасць магнітнага поля ў эрстэдах, g — каэфіцыент (фактар Ландэ), які разлічваецца асобна для кожнай спектральнай лініі.

З назіранняў эфекту Зеемана ўдалося вымераць магнітныя полі Сонца і многіх зорак. Таксама эфект Зеемана выкарыстоўваецца для вывучэння структуры рэчываў.

Тэорыя складанага эфекта Зе́емана

Усе атамы, якія маюць адзін выпраменьвальны электрон, а таксама нейтральныя атамы першай групы перыядычнай сістэмы ў слабым магнітным полі даюць складаны эфект Зеемана. У выпадку простага эфекту, як вядома, атрымліваецца тры лініі пры назіранні ў кірунку, перпендыкулярным да поля, і дзве - пры назіранні ўздоўж поля. Велічыня зрушэння пры гэтым выяўляецца формулай Лорэнца .

$\bigtriangleup \nu ={\frac {e\hbar }{2\mu c^{2}}}\mathbb {H}$

Вопыт паказаў, што такое расшчапленне даюць толькі лініі, якія не маюць тонкай структуры (так званыя синглеты); для дублетаў і ліній з больш складаным расшчапленнем (трыплет і г.д.) атрымліваецца, як правіла, складаны эфект: агульная колькасць кампанентаў аказваецца вялікай і прытым цотнай, а велічыні расшчаплення не супадаюць з нармальным лорэнцавым расшчапленнем.

Мае месца выдатны закон: велічыня зрушэння ў складаным эфекце заўсёды складае рацыянальную дроб нармальнага лорэнцава зрушэння; напрыклад, калі пазначыць нармальнае зрушэнне праз $\nu _{L}$, то кампаненты расшчаплення галоўнай серыі такія:

$^{2}S_{1/2}-^{2}P_{1/2}:\pm ^{2}/_{3}\nu _{L},\pm ^{4}/_{3}\nu _{L};$

$^{2}S_{1/2}-^{2}P_{1/2}:\pm ^{2}/_{3}\nu _{L},\pm ^{3}/_{3}\nu _{L},\pm ^{5}/_{3}\nu _{L};$

Як бачна, ва ўсіх выпадках назоўнік дробу адзін і той жа, менавіта 3.

Гл. таксама

• Эфект Штарка
• Атамная арбіталь
• Эфект Пашэна-Бака

Літаратура

• Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун. — Мн.: Вышэйшая школа, 1979. — С. 130. — 416 с. — 30 000 экз. (руск.)
• Основы квантовой механики и строение электронной оболочки атома / сост. Шпольский Э. В. — Москва: Главная редакция физико-математической литературы "Наука", 1984. — С. 304. — 434 с. — 21 500 экз. (руск.)