¿Cuál es el efecto Zeeman?

El efecto Zeeman es una propiedad en física donde la luz de una línea espectral se divide en dos o más frecuencias cuando está bajo la presencia de un campo magnético. La propiedad lleva el nombre de Pieter Zeeman, un físico del siglo 20 de los Países Bajos que ganó el Premio Nobel de Física junto con Hendrik Lorentz en 1902, por descubrir el efecto. El desarrollo de la mecánica cuántica modificó aún más la comprensión del efecto Zeeman al determinar qué líneas espectrales se emitieron a medida que los electrones se movieron de una capa de energía a otra en su órbita de núcleos atómicos. La comprensión del efecto Zeeman ha llevado al avance en los estudios de resonancia paramagnética electrónica, así como la medición de los campos magnéticos en el espacio como los del Sol y otras estrellas.

Contemplar cómo tiene lugar el efecto Zeeman en hidrógeno es uno de los métodos más fáciles de comprender el proceso. Un campo magnético aplicado a una línea espectral de transición de hidrógeno provocará una intertaCita con el momento dipolo magnético del momento angular orbital angular para el electrón y divida la línea espectral en tres líneas. Sin el campo magnético, la emisión espectral está en una sola longitud de onda, que se rige por los principales números cuánticos.

El efecto Zeeman también se puede dividir en el efecto anómalo de Zeeman y el efecto Normal Zeeman. El efecto Zeman normal se caracteriza por átomos como hidrógeno, donde se produce una transición esperada a una pantalla igualmente espaciada de un triplete de líneas espectrales. En un efecto anómalo, el campo magnético puede dividir las líneas espectrales en cuatro, seis o más divisiones, con espacios más amplios de lo esperado entre las longitudes de onda. El efecto anómalo profundizó la comprensión del giro de electrones, y es una especie de etiqueta errónea, ya que ahora es un efecto predicho.

Los resultados experimentales de estudiar este fenómeno concluyeron que el SEl estado del PIN, u orientación del electrón, fue clave para el cambio de energía que sufrió y, por lo tanto, el tipo de emisión espectral que produjo. Si el plano de órbita para un electrón fuera perpendicular a un campo magnético aplicado, entonces produciría un estado de cambio de energía positivo o negativo según su rotación. Si el electrón estuviera dentro del plano de su órbita alrededor del núcleo, el estado de cambio de fuerza o cambio de energía sería cero. Esto concluyó que los efectos de división de Zeeman podrían calcularse en función de la órbita, o el momento angular de un electrón, en relación con cualquier campo magnético aplicado.

Las observaciones originales sugirieron que el efecto Zeeman normal presenciado con hidrógeno, donde se produjo una división a tres líneas espectrales, sería común. Sin embargo, en realidad, esto resultó ser una excepción a la regla. Esto se debe a que la división de tres líneas espectrales se basa en el momento angular, o la órbita de un electrón alrededor del núcleo, pero un estado de giro de electrones tiene el dobleMomento tic de momento angular. El estado de giro se considera un factor más grande, por lo tanto, en la producción del efecto Zeeman, y los estados de espín, o las rotaciones de electrones, deben predecirse teóricamente usando electrodinámica cuántica.