什么是泽曼效应？(the zeeman effect?)

齐曼效应是物理学中的一个特性，即在磁场存在的情况下，一条光谱线的光线被分成两个或更多的频率。该特性以20世纪荷兰物理学家彼得-泽曼的名字命名，他与亨德里克-洛伦茨一起因发现该效应而于1902年获得诺贝尔物理学奖。量子力学的发展进一步修改了对泽曼效应的理解，确定了当电子在原子核的轨道上从一个能壳移动到另一个能壳时，哪些光谱线被发射出来。对泽曼效应的理解导致了电子顺磁共振研究的进步，以及对空间磁场的测...

The Zeeman Effect is named after Pieter Zeeman, a physicist from the Netherlands who won the Nobel Prize in Physics along with Hendrik Lorentz in 1902 for discovering it.

思考氢气中的泽曼效应是如何发生的，是理解这一过程的最简单方法之一。施加在氢过渡谱线上的磁场将导致与电子的轨道角动量的磁偶极矩的相互作用，并将谱线分成三条线。在没有磁场的情况下，光谱发射是在一个单一的波长中，这是由主量子数所决定的。

泽曼效应也可分为反常泽曼效应和正常泽曼效应。正常的泽曼效应的特点是像氢这样的原子，在这种情况下会出现预期的过渡，变成等距显示的三联谱线。在异常效应中，磁场反而可能将谱线分成四条、六条或更多的分部，波长之间的间隔比预期的宽。异常效应加深了人们对电子自旋的理解，它是一个错误的标签，因为它现在是一个预测的效应。

研究这一现象的实验结果表明，电子的自旋状态或方向是它所经历的能量变化的关键，因此也是它所产生的光谱发射的类型。如果一个电子的轨道平面垂直于外加磁场，那么它将产生一个正的或负的能量变化状态，这取决于它的旋转。如果电子在其围绕原子核的轨道平面内，净力或能量变化状态将为零。这就得出结论，齐曼分裂效应可以根据电子的轨道或角动量，相对于任何施加的磁场进行计算。

最初的观察表明，在氢气中看到的正常的泽曼效应，即出现三条光谱线的分裂，将是常见的。然而在现实中，这被证明是规则的一个例外。这是因为三条谱线的分裂是基于角动量，或电子围绕原子核的轨道，然而电子自旋状态具有两倍于角动量的磁矩。因此，自旋状态被看作是产生泽曼效应的一个较大的因素，而自旋状态或电子旋转，必须用量子电动力学进行理论预测。

发表于 2022-02-10 15:05
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分类：科学

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