
【電】 Zeeman effect
all ready; neat; similar; simultaneously; together; uniform
【醫】 trans-
graceful; prolonged
effect
【醫】 effect
齊曼效應(Zeeman Effect)是物理學中描述原子光譜線在外加磁場作用下發生分裂的現象。該效應由荷蘭物理學家彼得·塞曼(Pieter Zeeman)于1896年首次觀察到,并因此與亨德裡克·洛倫茲共同獲得1902年諾貝爾物理學獎。根據磁場強度與原子能級分裂的關系,齊曼效應可分為以下兩類:
正常齊曼效應
當外加磁場較弱時,原子光譜線分裂為等間距的三條譜線,對應磁量子數$m$的取值為$-1, 0, +1$。這種現象可通過經典電磁理論解釋,常見于單線态原子系統(如氫原子)。
反常齊曼效應
在強磁場或存在自旋-軌道耦合的多電子原子中,光譜線分裂為更多非等間距譜線。這一現象需用量子力學理論描述,涉及總角動量量子數$j$的變化,典型例子為鈉原子的D線分裂。
齊曼效應在天體物理學中有重要應用,例如通過恒星光譜分析星際磁場的強度與方向(參見《天體物理期刊》相關研究。此外,它為量子力學中的塞曼哈密頓量提供了實驗驗證基礎,公式可表示為:
$$
Delta E = -mu_B cdot B cdot m_j
$$
其中$mu_B$為玻爾磁子,$B$為磁感應強度,$m_j$為磁量子數。
齊曼效應(Zeeman effect)是物理學中的重要現象,指原子或分子在外加磁場作用下,其光譜線發生分裂或頻率偏移的現象。這一效應由荷蘭物理學家彼得·塞曼(Pieter Zeeman)于1896年發現,并因此獲得1902年諾貝爾物理學獎。
正常齊曼效應
當電子躍遷發生在單一能級(如s→p軌道)且自旋方向一緻時,光譜線會分裂為三條(稱為三重态)。這種現象可用經典電磁理論初步解釋。
反常齊曼效應
實際觀測中,光譜線常分裂為更多條,需引入量子力學中的電子自旋和自旋-軌道相互作用才能解釋。這一現象推動了量子理論的發展。
正常齊曼效應的能級分裂公式為:
$$
Delta E = mu_B B m_l
$$
其中,$mu_B$為玻爾磁子,$B$為磁場強度,$m_l$為磁量子數。
如需進一步了解實驗細節或曆史背景,可參考物理學教材或專業文獻。
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