塞曼能级英文解释翻译、塞曼能级的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 Zeenam levels
分词翻译:
塞的英语翻译:
a place of strategic importance; fill in; stopper; stuff; tuck
【医】 tampon
曼的英语翻译:
graceful; prolonged
能级的英语翻译:
【化】 energy level
专业解析
塞曼能级 (Zeeeman Energy Levels) 指原子、离子或分子在外加静磁场作用下,其原本简并的(能量相同的)量子能级发生分裂而形成的一系列具有细微能量差异的新能级。该现象是塞曼效应 (Zeeman Effect) 的直接物理基础,由荷兰物理学家彼得·塞曼 (Pieter Zeeman) 于 1896 年发现并因此获得诺贝尔物理学奖。
从量子力学角度看,原子中的电子具有轨道磁矩和自旋磁矩,其总磁矩与外部磁场相互作用,导致附加的能量状态。这种相互作用能(塞曼能移)的计算公式为:
$$
Delta E = -vec{mu} cdot vec{B} = -m_j g_j mu_B B
$$
其中 $vec{mu}$ 是总磁矩,$vec{B}$ 是外磁场强度,$m_j$ 是总角动量磁量子数,$g_j$ 是朗德 g 因子,$mu_B$ 是玻尔磁子。
根据磁场强度及能级分裂特征,塞曼效应主要分为三类:
- 正常塞曼效应 (Normal Zeeman Effect):当总自旋 $S=0$ 时(如单重态),能级分裂为等间距的三条谱线,裂距 $Delta E = mu_B B$。经典理论可解释此现象 。
- 反常塞曼效应 (Anomalous Zeeman Effect):当 $S
eq 0$ 时,能级分裂数目增多且间距不等,需用量子力学和电子自旋理论解释,是更普遍的情况 。
- 帕邢-巴克效应 (Paschen-Back Effect):在强磁场下,自旋-轨道耦合被破坏,能级分裂呈现类似正常塞曼效应的简化模式 。
塞曼能级的研究具有重要应用价值:
- 原子光谱分析:通过测量谱线分裂间距可推算磁场强度(如太阳黑子磁场)或原子能态参数 。
- 量子精密测量:基于塞曼子能级的能量差,发展出原子磁力计等超高灵敏度探测技术 。
- 基础物理验证:为电子自旋、角动量耦合等量子理论提供关键实验证据 。
参考来源:
- MIT OpenCourseWare, "Zeeman Effect" (量子物理课程讲义)
- HyperPhysics, Georgia State University, "Zeeman Effect" (在线物理百科全书)
- American Physical Society, "Paschen-Back Effect" (《现代物理评论》术语表)
- National Institute of Standards and Technology (NIST), "Atomic Spectra Database" (标准光谱数据库文档)
网络扩展解释
塞曼能级(Zeeman energy levels)是指原子或分子在外加磁场作用下,其原本简并的能级发生分裂形成的多个子能级。以下从定义、形成机理、数学表达及应用三方面进行解释:
1. 定义与基本原理
当原子置于磁场中时,其内部磁矩(由电子轨道运动和自旋产生)与磁场发生相互作用,导致能级分裂。这种现象被称为塞曼效应,分裂后的新能级即称为塞曼能级。例如,$D_2$能级在磁场中可能分裂为5个子能级,而$P_1$能级分裂为3个子能级。
2. 形成机理
- 磁场作用:外部磁场与原子磁矩($mu$)的相互作用能可表示为:
$$
Delta E = -mu cdot B = mu_B g B m
$$
其中$mu_B$为玻尔磁子,$g$为朗德因子,$B$为磁感应强度,$m$为磁量子数()。
- 能级差特性:相邻塞曼能级的能量差为$Delta E = mu_B g B$,与磁场强度成正比()。
3. 应用领域
- 核磁共振(NMR):通过射频场激发相邻塞曼能级间的跃迁,用于物质结构分析。
- 光谱分析:在磁场中观测原子光谱线的分裂,可研究物质成分及磁场强度(如天体磁场测量)。
示例
以电子自旋磁矩为例,其附加能量为$Delta U = mu_B g B$,其中$g$值取决于电子轨道与自旋的耦合方式。通过测量能级分裂间距,可反推磁场参数或原子内部磁矩特性。
如需进一步了解能级分裂的具体实验现象,可参考提供的跃迁案例。
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