Zeeman 효과는 무엇입니까?

Zeeman 효과는 자기장이있을 때 스펙트럼 선의 빛이 둘 이상의 주파수로 분할되는 물리 특성입니다. 이 속성은 1902 년 헨드릭 로렌츠 (Hendrik Lorentz)와 함께 노벨 물리학상을 수상한 네덜란드의 20 세기 물리학자인 피터 제만 (Pieter Zeeman)의 이름을 따서 그 효과를 발견했습니다. 양자 역학의 발전은 전자가 원자핵 궤도에서 한 에너지 쉘에서 다른 에너지 쉘로 이동할 때 방출되는 스펙트럼 선을 결정함으로써 Zeeman 효과에 대한 이해를 더욱 수정했습니다. Zeeman 효과의 이해는 전자 상자성 공명 연구의 발전과 태양 및 다른 별과 같은 공간의 자기장 측정으로 이어졌습니다.

수소에서 Zeeman 효과가 발생하는 방법을 고려하는 것은 공정을 이해하는 가장 쉬운 방법 중 하나입니다. 수소 전이 스펙트럼 라인에인가 된 자기장은 전자에 대한 궤도 각 운동량의 자기 쌍극자 모멘트와 상호 작용을 일으키고 스펙트럼 라인을 3 개의 라인으로 분할 할 것이다. 자기장이 없으면, 스펙트럼 방출은 단일 파장에 있으며, 이는 주요 양자 수에 의해 좌우됩니다.

Zeeman 효과는 비정상적인 Zeeman 효과와 일반 Zeeman 효과로 나눌 수도 있습니다. 일반적인 Zeman 효과는 수소와 같은 원자에 의해 특징 지워지며, 여기서 삼중 항 스펙트럼 선의 등 간격 디스플레이로 예상되는 전이가 발생합니다. 예외적 인 효과에서, 자기장은 대신에 스펙트럼 라인을 파장 사이에 예상보다 넓은 간격으로 4, 6 또는 그 이상의 분할로 분할 할 수있다. 변칙적 효과는 전자 스핀에 대한 이해를 심화 시켰으며 현재 예측 된 효과이기 때문에 잘못된 라벨입니다.

이 현상을 연구 한 실험 결과는 스핀 상태 또는 전자의 방향이 에너지 변화의 핵심이며 따라서 방출되는 스펙트럼 방출의 유형이라고 결론 지었다. 전자에 대한 궤도면이인가 된 자기장에 수직이라면, 그것은 회전에 따라 양 또는 음의 에너지 변화 상태를 생성 할 것이다. 전자가 핵 주위의 궤도면 내에 있다면, 순력 또는 에너지 변화 상태는 0이된다. 이것은 Zeeman 분할 효과가 적용된 자기장에 대한 전자의 궤도 또는 각 운동량에 기초하여 계산 될 수 있다고 결론 지었다.

원래의 관찰에 따르면, 3 개의 스펙트럼 선으로 분리 된 수소가 관찰 된 일반적인 Zeeman 효과는 일반적 일 것입니다. 그러나 실제로 이것은 규칙의 예외로 판명되었습니다. 이것은 3 개의 스펙트럼 라인 스플릿이 각 운동량 또는 핵 주위의 전자 궤도를 기반으로하기 때문에 전자 스핀 상태는 각 운동량의 자기 운동량의 두 배를 갖기 때문이다. 스핀 상태는 Zeeman 효과를 생성 할 때 더 큰 요소로 간주되며, 스핀 전기 상태 또는 전자 회전은 양자 전기 역학을 사용하여 이론적으로 예측되어야합니다.