Զեեմանի էֆեկտ

Սպեկտրալ գծերի տրոհում

Զեեմանի երևույթ կամ Զեեմանի էֆեկտ, մագնիսական դաշտի ազդեցությամբ սպեկտրային գծերի տրոհումը բաղադրիչների՝ կապված ատոմի էներգետիկ մակարդակների ճեղքման հետ։ Հայտնաբերել է Պիտեր Զեեմանը (1896) մագնիսական դաշտում նատրիումի գոլորշիների լուսարձակումը հետազոտելիս։ Զեեմանի երևույթը դիտելու համար օգտագործվում է սպեկտրային գծի բաղադրիչների քանակը, փոխդասավորությունը, բևեռացումը և ինտենսիվությունը կախված են էներգետիկ մակարդակների կառուցվածքից, մագնիսական դաշտի լարվածությունից և դիտման ուղղությունից։

Նկարագրություն

Պատկեր:Զեեմանի էֆեկտ.png

Զեեմանի պարզ էֆեկտը․ բևեռացման ուղղությունը ցույց է տրված սլաքներով

Պարզագույն դեպքում, մագնիսական դաշտին ուղղահայաց ուղղությամբ դիտելիս, ստացվում է տրիպլետ ν_o+Δν, ν_o և ν_o—Δν հաճախականություններով, ընդ որում սկզբնական ν_o հաճախականությամբ բաղադրիչների էլեկտրական վեկտորի տատանումները զուգահեռ են մագնիսական դաշտի H լարվածությանը (π-բաղադրիչ), իսկ սիմետրիկ տեղաշարժված երկու բաղադրիչներինը՝ ուղղահայաց են H-ին (σ-բաղադրիչներ)։ Մագնիսական դաշտի ուղղությամբ դիտելիս ստացվում է ν_օ+ Δν և ν_o—Δν դուբլետը (2 գիծ)։ Մեծ հաճախականությամբ բաղադրիչը բևեռացված է աջ, իսկ փոքր հաճախականությամբ բաղադրիչը՝ ձախ շրջանով։ Տրոհման այսպիսի պատկեր (պարզ կամ նորմալ Զեեմանի երևույթ) ստացվում է միայն առանձին սպեկտրային գծերի համար, ինչպես նաև հզոր մագնիսական դաշտում (Պաշեն-Բակի երևույթ)։

Ընդհանուր դեպքում դիտվում է բարդ կամ անոմալ Զեեմանի էֆեկտ՝ առաջանում են սկզբնական գծի նկատմամբ սիմետրիկ տեղաշարժված π և σ հավասարահեռ բաղադրիչների խմբեր։

Տեսական բացատրություն

Զեեմանի երևույթի առաջիև տեսական բացատրությունը տվել է Հենդրիկ Լորենցը։ Ըստ դասական էլեկտրոնային տեսության, ատոմում առաձգականորեն կապված էլեկտրոնի տատանումների v_օ հաճախականությունը արտաքին մագնիսական H դաշտի ազդեցությամբ փոխվում է

$\mathrm{\Delta }\nu =\frac{1}{4\pi c}\frac{e}{m}H$

մեծությամբ (e-ն և m-ը էլեկտրոնի լիցքը և զանգվածն են, c-ն լույսի արագությունն է)։ Պատկեր:Explanation of how the magnetic field on a star affects the light emitted.webm Զեեմանի էֆեկտի ամբողջական բացատրությունը տալիս է քվանտային տեսությունը, ըստ որի՝ էներգետիկ մակարդակների ճեղքումը պայմանավորված է ատոմի շարժման քանակի մեխանիկական մոմենտի և դրա հետ կապված մագնիսական μ մոմենտի առկայությամբ։ μ֊ն մագնիսական դաշտում կարող է դասավորվել միայն որոշակի ձևով, նրա հնարավոր դասավորությունների թիվը հավասար է էներգետիկ մակարդակի այլասերման աստիճանին, այսինքն՝ տվյալ E Էներգիայով ատոմի հնարավոր վիճակների թվին։

Մագնիսական դաշտում μ-ի յուրաքանչյուր դասավորությանը համապատասխան՝ ատոմը ձեռք է բերում լրացուցիչ

$\mathrm{\Delta }E=-{\mu }_{n}H$

էներգիա (μ_n-ը μ-ի պրոյեկցիան է H-ի ուղղությամբ), որի շնորհիվ այլասերումը վերանում է, և մակարդակը ճեղքվում է մի շարք հավասարահեռ ենթամակարդակների։ Քվանտային անցումները տարբեր մակարդակների ենթամակարդակների միջև պայմանավորում են Զեեմանի սպեկտրային գծերի համար։

Ռադիոսպեկտրոսկոպիայի մեթոդներով կարելի է դիտել նաև ստիպողական մագնիսական քվանտային անցումները միևնույն մակարդակի ենթամակարդտկների միջև։ Զեեմանի երևույթը դիտվում է նաև մոլեկուլների և բյուրեղների սպեկտրներում։

Կիրառություններ

Զեեմանի երևույթը կիրառվում է տիեզերական օբյեկտների մագնիսական դաշտերի չափման համար, սպեկտրոսկոպիայում, քվանտային էլեկտրոնիկայի սարքավորումներում։

Տես նաև

• Բորի մոդել

Գրականություն

• The Zeeman splitting - The Feynman Lectures on Physics