Skip to main content

Wat is het Zeeman -effect?

Het Zeeman -effect is een eigenschap in de natuurkunde waarbij het licht van een spectrale lijn wordt opgesplitst in twee of meer frequenties in aanwezigheid van een magnetisch veld.Het pand is vernoemd naar Pieter Zeeman, een 20 eeuwse natuurkundige uit Nederland die de Nobelprijs voor natuurkunde won samen met Hendrik Lorentz in 1902, voor het ontdekken van het effect.De ontwikkeling van de kwantummechanica is verder gewijzigd inzicht in het Zeeman -effect door te bepalen welke spectrale lijnen werden uitgestoten als elektronen werden verplaatst van de ene energieschil naar de andere in hun baan van atomaire kernen.Inzicht in het Zeeman -effect heeft geleid tot vooruitgang in elektronenparamagnetische resonantiestudies, evenals de meting van magnetische velden in de ruimte zoals die van de zon en andere sterren.

Overweegt hoe het Zeeman -effect in waterstof plaatsvindt een van deeenvoudigste methoden om het proces te begrijpen.Een magnetisch veld dat wordt uitgeoefend op een waterstofovergangspectrale lijn zal een interactie veroorzaken met het magnetische dipoolmoment van orbitaal hoekmomentum voor het elektron en de spectrale lijn in drie lijnen splitsen.Zonder het magnetische veld bevindt zich de spectrale emissie in een enkele golflengte, die wordt bepaald door belangrijkste kwantumaantallen.

Het zeeman -effect kan ook worden onderverdeeld in het afwijking van de afwijking en het normale zeeman -effect.Het normale Zeman-effect wordt gekenmerkt door dergelijke atomen als waterstof, waarbij een verwachte overgang naar een even-gespreid weergave van een triplet van spectrale lijnen optreedt.In een abnormaal effect kan het magnetische veld in plaats daarvan de spectrale lijnen opsplitsen in vier, zes of meer divisies, met bredere dan verwachte afstand tussen de golflengten.Het abnormale effect verdiepte het begrip van elektronenspin en is iets van een verkeerde label, omdat het nu een voorspeld effect is.

De experimentele resultaten van het bestuderen van dit fenomeen concludeerden dat de spin -toestand, of oriëntatie van het elektron, de sleutel was tot de ondergaande energieverandering en daarom het type spectrale emissie dat het produceerde.Als het vlak van de baan voor een elektron loodrecht op een aangelegd magnetisch veld stond, zou het een positieve of negatieve energieveranderingsstatus produceren, afhankelijk van de rotatie.Als het elektron binnen het vlak van zijn baan rond de kern was, zou de netto kracht- of energieveranderingsstatus nul zijn.Dit concludeerde dat zeeman -splitsingseffecten konden worden berekend op basis van de baan, of hoekmomentum van een elektron, ten opzichte van elk toegepast magnetisch veld.

Oorspronkelijke waarnemingen suggereerden dat het normale zeeman -effect getuige was met waterstof, waarbij een splitsing tot drie spectrale lijnen optraden,, zou gebruikelijk zijn.In werkelijkheid bleek dit echter een uitzondering op de regel.Dit komt omdat de drie spectrale lijnsplitsing is gebaseerd op hoekmomentum, of een baan van een elektron rond de kern, maar een elektronenspin -toestand heeft tweemaal het magnetische moment van hoekmomentum.Spin -toestand wordt gezien als een grotere factor bij het produceren van het zeeman -effect, en spin -toestanden of elektronenrotaties moeten theoretisch worden voorspeld met behulp van kwantumelektrodynamica.