帕邢－巴克效應英文解釋翻譯、帕邢－巴克效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Paschen-Back effect

分詞翻譯：

帕的英語翻譯：

handkerchief
【醫】 veil

巴克的英語翻譯：

【計】 Barkker

效應的英語翻譯：

effect
【醫】 effect

專業解析

帕邢－巴克效應（Paschen-Back effect）是原子物理學中描述強磁場環境下原子能級分裂現象的重要概念。當外加磁場強度足夠高時，原子中電子軌道角動量與自旋角動量之間的耦合作用（即LS耦合）被破壞，導緻光譜線分裂模式不同于弱磁場條件下的塞曼效應。此效應由德國物理學家弗裡德裡希·帕邢（Friedrich Paschen）和埃裡希·巴克（Ernst Back）于1912年通過實驗首次系統觀測并命名。

物理機制與數學表達

在帕邢－巴克效應中，磁場強度需滿足條件：$$muB B gg Delta E{LS}$$

其中$muB$為玻爾磁子，$B$為磁場強度，$Delta E{LS}$為自旋-軌道相互作用能。此時，電子自旋和軌道角動量分别獨立地與磁場相互作用，能級分裂公式可簡化為： $$ Delta E = mu_B B (m_l + 2m_s) $$ 式中$m_l$和$m_s$分别為軌道磁量子數和自旋磁量子數。這種線性分裂模式導緻光譜線呈現簡并性增強的特征。

應用與觀測條件

該效應常見于高密度恒星大氣、實驗室等離子體等強磁場環境。例如，太陽黑子光譜分析中可觀測到帕邢－巴克效應引起的譜線展寬現象，為研究天體磁場分布提供關鍵依據。實驗上需通過低溫（減少熱運動幹擾）與超導磁體（産生10特斯拉以上磁場）組合實現觀測。

與塞曼效應的對比

相較于弱磁場的塞曼效應（Zeeman effect），帕邢－巴克效應表現出：

分裂子能級數量減少
能級間隔與磁場強度呈線性關系
光譜偏振特性發生顯著變化

這一差異已成為量子力學教學中诠釋角動量耦合層級模型的經典案例。

網絡擴展解釋

帕邢-巴克效應是強磁場下原子光譜分裂的特殊現象，其核心機制是磁場破壞電子的自旋-軌道耦合，使自旋和軌道角動量分别獨立量子化。以下是詳細解釋：

1.基本定義

當外加磁場強度遠大于原子内部自旋-軌道相互作用時，電子的自旋磁矩和軌道磁矩不再耦合成總角動量，而是分别繞外磁場方向進動。此時反常塞曼效應（多條分裂譜線）會退化為類似正常塞曼效應的三條譜線。

2.物理機制

能級分裂公式：
磁能級位移為
$$Delta E = mu_B B m_l + 2mu_B B m_s$$
其中$mu_B$為玻爾磁子，$m_l$和$m_s$分别為軌道磁量子數和自旋磁量子數（來自）。
選擇定則：躍遷時滿足$Delta m_l=0,pm1$且$Delta m_s=0$，導緻譜線分裂數量減少。

3.與塞曼效應的對比

特征	塞曼效應	帕邢-巴克效應
磁場強度	弱磁場（<内磁場）	強磁場（>内磁場）
耦合狀态	自旋-軌道耦合保持	自旋-軌道耦合被破壞
譜線分裂規律	複雜分裂（反常塞曼）	簡化為三條（類似正常塞曼）
實驗條件	普通磁場環境	超強磁場環境（如實驗室特殊裝置）

4.實驗與意義

該效應由帕邢（F. Paschen）和巴克（E. Back）于1912年首次通過實驗驗證。
它揭示了磁場強度對量子系統的影響邊界，為研究原子内部相互作用提供了重要依據。

5.應用示例

在強磁場恒星或實驗室中，可通過觀測光譜分裂模式判斷磁場強度是否達到破壞自旋-軌道耦合的阈值。例如，氫原子在強磁場下會表現出明顯的帕邢-巴克效應譜線特征。

如需更完整公式推導或實驗細節，可參考、2、3的原始文獻。