
【机】 anomalous zeeman effect
abnormality; deregulation
【化】 abnormality
【医】 abnormality; abnormity; acatastasia; anomalo-; anomaly
criterion; follow; rule; standard
graceful; prolonged
effect
【医】 effect
反常则曼效应(Anomalous Zeeman Effect)是指原子光谱线在强磁场中分裂成多条且分裂间距不等的一种现象,区别于正常塞曼效应的等间距分裂。该效应揭示了电子自旋的存在,是量子力学的重要实验基础之一。
汉英术语对照
来源:中国物理学会术语委员会《物理学名词》
量子力学解释
当原子处于强磁场时,电子轨道磁矩与自旋磁矩发生耦合,总角动量量子数 ( j ) 决定能级分裂模式。分裂后的谱线数量与间距满足:
$$ Delta E = g_j mu_B m_j B $$
其中 ( g_j ) 为朗德因子(与 ( j ) 相关),( mu_B ) 为玻尔磁子,( B ) 为磁场强度。
来源:Griffiths《量子力学导论》第7章
特征 | 正常塞曼效应 | 反常塞曼效应 |
---|---|---|
磁场条件 | 弱磁场 | 强磁场 |
分裂模式 | 等间距三条谱线 | 非等间距多条谱线 |
理论依据 | 经典电磁理论 | 量子自旋-轨道耦合 |
电子态要求 | 单重态(总自旋S=0) | 多重态(总自旋S≠0) |
1896年塞曼(Pieter Zeeman)首次观察到磁场致光谱分裂现象(正常效应),1908年帕邢(Friedrich Paschen)等发现钠D线在磁场中分裂为4条(反常效应)。1925年乌伦贝克(Goudsmit-Uhlenbeck)提出电子自旋假说,最终由狄拉克(Paul Dirac)相对论量子力学完善解释。
来源:American Physical Society《物理评论》历史档案
来源:NASA天体物理数据库(ADS)、Nature Reviews Physics
权威参考文献:
- Zeeman, P. (1897). "On the influence of magnetism on the nature of the light emitted by a substance". Astrophysical Journal.
- Dirac, P. A. M. (1928). "The quantum theory of the electron". Proceedings of the Royal Society.
- 褚圣麟《原子物理学》第12章(高等教育出版社)
“反常塞曼效应”(用户提问中的“则曼”应为“塞曼”的笔误)是原子物理学中的重要现象,以下是详细解释:
反常塞曼效应指原子在弱磁场中,其光谱线分裂为多条(超过三条)且裂距不符合经典理论预测的现象。与正常塞曼效应的区别在于:
1896年塞曼首次观察到磁场中光谱线分裂现象(获1902年诺贝尔奖),早期发现的简单三分裂现象被称为正常塞曼效应。后续实验发现更复杂的分裂模式,洛伦兹经典理论无法解释,故称“反常”
需用量子力学描述,关键点包括:
特征 | 正常塞曼效应 | 反常塞曼效应 |
---|---|---|
分裂谱线数 | 3条 | 多于3条(如钠黄线分裂为6条) |
适用磁场强度 | 强磁场(帕邢-巴克效应) | 弱磁场 |
理论框架 | 经典电磁理论 | 量子力学 |
注:该效应名称中的“反常”是历史遗留称谓,量子力学建立后其机制已得到合理解释,现代物理学中不再视为异常现象。
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