Quel est l'effet Zeeman?

L'effet Zeeman est une propriété en physique où la lumière d'une ligne spectrale est divisée en deux fréquences ou plus en cas de champ magnétique. La propriété porte le nom de Pieter Zeeman, un physicien de 20

th

siècle des Pays-Bas qui a remporté le prix Nobel de physique avec Hendrik Lorentz en 1902, pour avoir découvert l'effet. Le développement de la mécanique quantique a encore modifié la compréhension de l'effet Zeeman en déterminant quelles lignées spectrales ont été émises car les électrons ont été déplacés d'une coquille d'énergie à un autre dans leur orbite de noyaux atomiques. La compréhension de l'effet de Zeeman a conduit à des progrès dans les études de résonance paramagnétique électronique, ainsi qu'à la mesure des champs magnétiques dans l'espace tels que ceux du soleil et d'autres étoiles.

En considérant comment l'effet Zeeman dans l'hydrogène se produit est l'une des méthodes les plus faciles de compréhension du processus. Un champ magnétique appliqué à une ligne spectrale de transition d'hydrogène provoquera une interaCtion avec le moment dipolaire magnétique du moment angulaire orbital pour l'électron et diviser la ligne spectrale en trois lignes. Sans le champ magnétique, l'émission spectrale est en une seule longueur d'onde, qui est régie par les principaux nombres quantiques.

L'effet Zeeman peut également être divisé en l'effet anormal de Zeeman et à l'effet normal de Zeeman. L'effet de Zeman normal est caractérisé par des atomes tels que l'hydrogène, où une transition attendue vers un affichage également espacé d'un triplet de lignes spectrales se produit. Dans un effet anormal, le champ magnétique peut plutôt diviser les lignes spectrales en quatre, six ou plus de divisions, avec des espacements plus larges que prévu entre les longueurs d'onde. L'effet anormal a approfondi la compréhension de la rotation des électrons et est quelque chose d'un mal économe, car c'est maintenant un effet prévu.

Les résultats expérimentaux de l'étude de ce phénomène ont conclu que le sL'état PIN, ou orientation de l'électron, était la clé du changement d'énergie qu'il subissait et, par conséquent, du type d'émission spectrale qu'elle a produite. Si le plan d'orbite pour un électron était perpendiculaire à un champ magnétique appliqué, il produirait un état de changement d'énergie positif ou négatif en fonction de sa rotation. Si l'électron se trouvait dans le plan de son orbite autour du noyau, la force nette ou l'état de changement d'énergie serait nul. Cela a conclu que les effets de division de Zeeman pouvaient être calculés sur la base de l'orbite ou du moment angulaire d'un électron, par rapport à tout champ magnétique appliqué.

Les observations originales ont suggéré que l'effet Zeeman normal assisté à l'hydrogène, où une division à trois lignées spectrales s'est produite, serait courante. En réalité, cela s'est cependant avéré être une exception à la règle. En effetmoment tic de l'élan angulaire. L'état de spin est considéré comme un facteur plus important, dans la production de l'effet Zeeman, et les états de spin, ou les rotations d'électrons, doivent être théoriquement prédits en utilisant l'électrodynamique quantique.