塞曼效應(yīng)

塞曼效應(yīng)（英語：Zeeman effect），在原子物理學(xué)和化學(xué)中的光譜分析里是指原子的光譜線在外磁場中出現(xiàn)分裂的現(xiàn)象，是1896年由荷蘭物理學(xué)家彼得·塞曼^譯注發(fā)現(xiàn)的，隨后荷蘭物理學(xué)家亨德里克·洛倫茲在理論上解釋了譜線分裂成3條的原因。這種現(xiàn)象稱為“塞曼效應(yīng)”。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，很多原子的光譜在磁場中的分裂情況非常復(fù)雜，稱為反常塞曼效應(yīng)（anomalous Zeeman effect）^譯注。完整解釋塞曼效應(yīng)需要用到量子力學(xué)，電子的軌道磁矩和自旋磁矩耦合成總磁矩，并且空間取向是量子化的，磁場作用下的附加能量不同，引起能級分裂。在外磁場中，總自旋為零的原子表現(xiàn)出正常塞曼效應(yīng)，總自旋不為零的原子表現(xiàn)出反常塞曼效應(yīng)。塞曼效應(yīng)是繼1845年法拉第效應(yīng)和1875年克爾效應(yīng)之后發(fā)現(xiàn)的第三個磁場對光有影響的實例。塞曼效應(yīng)證實了原子磁矩的空間量子化，為研究原子結(jié)構(gòu)提供了重要途徑，被認(rèn)為是19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。利用塞曼效應(yīng)可以...

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塞曼效應(yīng)

塞曼效應(yīng)的歷史塞曼效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者——荷蘭物理學(xué)家塞曼。1896年，荷蘭物理學(xué)家塞曼使用半徑10英尺的凹形羅蘭光柵觀察磁場中的鈉火焰的光譜，他發(fā)現(xiàn)鈉的D譜線似乎出現(xiàn)了加寬的現(xiàn)象。這種加寬現(xiàn)象實際是譜線發(fā)生了分裂。隨后不久，塞曼的老師、荷蘭物理學(xué)家洛倫茲應(yīng)用經(jīng)典電磁理論對這種現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。他認(rèn)為，由于電子存在軌道磁矩，并且磁矩方向在空間的取向是量子化的，因此在磁場作用下能級發(fā)生分裂，譜線分裂成間隔相等的3條譜線。塞曼和洛倫茲因為這一發(fā)現(xiàn)共同獲得了1902年的諾貝爾物理學(xué)獎。1897年12月，普雷斯頓（T.Preston）報告稱，在很多實驗中觀察到光譜線有時并非分裂成3條，間隔也不盡相同，人們把這種現(xiàn)象叫做為反常塞曼效應(yīng)，將塞曼原來發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象叫做正常塞曼效應(yīng)。反常塞曼效應(yīng)的機(jī)制在其后二十余年時間里一直沒能得到很好的解釋，困擾了一大批物理學(xué)家。1925年，兩名荷蘭學(xué)生喬治·烏倫貝克（G.E.Uhl...

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