
【機】 anomalous zeeman effect
abnormality; deregulation
【化】 abnormality
【醫】 abnormality; abnormity; acatastasia; anomalo-; anomaly
criterion; follow; rule; standard
graceful; prolonged
effect
【醫】 effect
反常則曼效應(Anomalous Zeeman Effect)是指原子光譜線在強磁場中分裂成多條且分裂間距不等的一種現象,區别于正常塞曼效應的等間距分裂。該效應揭示了電子自旋的存在,是量子力學的重要實驗基礎之一。
漢英術語對照
來源:中國物理學會術語委員會《物理學名詞》
量子力學解釋
當原子處于強磁場時,電子軌道磁矩與自旋磁矩發生耦合,總角動量量子數 ( j ) 決定能級分裂模式。分裂後的譜線數量與間距滿足:
$$ Delta E = g_j mu_B m_j B $$
其中 ( g_j ) 為朗德因子(與 ( j ) 相關),( mu_B ) 為玻爾磁子,( B ) 為磁場強度。
來源:Griffiths《量子力學導論》第7章
特征 | 正常塞曼效應 | 反常塞曼效應 |
---|---|---|
磁場條件 | 弱磁場 | 強磁場 |
分裂模式 | 等間距三條譜線 | 非等間距多條譜線 |
理論依據 | 經典電磁理論 | 量子自旋-軌道耦合 |
電子态要求 | 單重态(總自旋S=0) | 多重态(總自旋S≠0) |
1896年塞曼(Pieter Zeeman)首次觀察到磁場緻光譜分裂現象(正常效應),1908年帕邢(Friedrich Paschen)等發現鈉D線在磁場中分裂為4條(反常效應)。1925年烏倫貝克(Goudsmit-Uhlenbeck)提出電子自旋假說,最終由狄拉克(Paul Dirac)相對論量子力學完善解釋。
來源:American Physical Society《物理評論》曆史檔案
來源:NASA天體物理數據庫(ADS)、Nature Reviews Physics
權威參考文獻:
- 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.
- 褚聖麟《原子物理學》第12章(高等教育出版社)
“反常塞曼效應”(用戶提問中的“則曼”應為“塞曼”的筆誤)是原子物理學中的重要現象,以下是詳細解釋:
反常塞曼效應指原子在弱磁場中,其光譜線分裂為多條(超過三條)且裂距不符合經典理論預測的現象。與正常塞曼效應的區别在于:
1896年塞曼首次觀察到磁場中光譜線分裂現象(獲1902年諾貝爾獎),早期發現的簡單三分裂現象被稱為正常塞曼效應。後續實驗發現更複雜的分裂模式,洛倫茲經典理論無法解釋,故稱“反常”
需用量子力學描述,關鍵點包括:
特征 | 正常塞曼效應 | 反常塞曼效應 |
---|---|---|
分裂譜線數 | 3條 | 多于3條(如鈉黃線分裂為6條) |
適用磁場強度 | 強磁場(帕邢-巴克效應) | 弱磁場 |
理論框架 | 經典電磁理論 | 量子力學 |
注:該效應名稱中的“反常”是曆史遺留稱謂,量子力學建立後其機制已得到合理解釋,現代物理學中不再視為異常現象。
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