帕邢－巴克效应英文解释翻译、帕邢－巴克效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Paschen-Back effect

分词翻译：

帕的英语翻译：

handkerchief
【医】 veil

巴克的英语翻译：

【计】 Barkker

效应的英语翻译：

effect
【医】 effect

专业解析

帕邢－巴克效应（Paschen-Back effect）是原子物理学中描述强磁场环境下原子能级分裂现象的重要概念。当外加磁场强度足够高时，原子中电子轨道角动量与自旋角动量之间的耦合作用（即LS耦合）被破坏，导致光谱线分裂模式不同于弱磁场条件下的塞曼效应。此效应由德国物理学家弗里德里希·帕邢（Friedrich Paschen）和埃里希·巴克（Ernst Back）于1912年通过实验首次系统观测并命名。

物理机制与数学表达

在帕邢－巴克效应中，磁场强度需满足条件：$$muB B gg Delta E{LS}$$

其中$muB$为玻尔磁子，$B$为磁场强度，$Delta E{LS}$为自旋-轨道相互作用能。此时，电子自旋和轨道角动量分别独立地与磁场相互作用，能级分裂公式可简化为： $$ Delta E = mu_B B (m_l + 2m_s) $$ 式中$m_l$和$m_s$分别为轨道磁量子数和自旋磁量子数。这种线性分裂模式导致光谱线呈现简并性增强的特征。

应用与观测条件

该效应常见于高密度恒星大气、实验室等离子体等强磁场环境。例如，太阳黑子光谱分析中可观测到帕邢－巴克效应引起的谱线展宽现象，为研究天体磁场分布提供关键依据。实验上需通过低温（减少热运动干扰）与超导磁体（产生10特斯拉以上磁场）组合实现观测。

与塞曼效应的对比

相较于弱磁场的塞曼效应（Zeeman effect），帕邢－巴克效应表现出：

分裂子能级数量减少
能级间隔与磁场强度呈线性关系
光谱偏振特性发生显著变化

这一差异已成为量子力学教学中诠释角动量耦合层级模型的经典案例。

网络扩展解释

帕邢-巴克效应是强磁场下原子光谱分裂的特殊现象，其核心机制是磁场破坏电子的自旋-轨道耦合，使自旋和轨道角动量分别独立量子化。以下是详细解释：

1.基本定义

当外加磁场强度远大于原子内部自旋-轨道相互作用时，电子的自旋磁矩和轨道磁矩不再耦合成总角动量，而是分别绕外磁场方向进动。此时反常塞曼效应（多条分裂谱线）会退化为类似正常塞曼效应的三条谱线。

2.物理机制

能级分裂公式：
磁能级位移为
$$Delta E = mu_B B m_l + 2mu_B B m_s$$
其中$mu_B$为玻尔磁子，$m_l$和$m_s$分别为轨道磁量子数和自旋磁量子数（来自）。
选择定则：跃迁时满足$Delta m_l=0,pm1$且$Delta m_s=0$，导致谱线分裂数量减少。

3.与塞曼效应的对比

特征	塞曼效应	帕邢-巴克效应
磁场强度	弱磁场（<内磁场）	强磁场（>内磁场）
耦合状态	自旋-轨道耦合保持	自旋-轨道耦合被破坏
谱线分裂规律	复杂分裂（反常塞曼）	简化为三条（类似正常塞曼）
实验条件	普通磁场环境	超强磁场环境（如实验室特殊装置）

4.实验与意义

该效应由帕邢（F. Paschen）和巴克（E. Back）于1912年首次通过实验验证。
它揭示了磁场强度对量子系统的影响边界，为研究原子内部相互作用提供了重要依据。

5.应用示例

在强磁场恒星或实验室中，可通过观测光谱分裂模式判断磁场强度是否达到破坏自旋-轨道耦合的阈值。例如，氢原子在强磁场下会表现出明显的帕邢-巴克效应谱线特征。

如需更完整公式推导或实验细节，可参考、2、3的原始文献。