Зеемана эффект. Комментарий
внизу.
Открытие
ЗЕЕМАНА ЭФФЕКТ, расщепление уровней энергии и спектр.
линий атома и др. ат. систем в магн. поле. Открыт в 1896 голл. физиком П.
Зееманом (P. Zeemaii) при
исследовании свечения паров натрия в магн. поле. Под действием магн. поля
уровни энергии расщепляются на зеемановские подуровни; при переходах между
подуровнями уровней ξi и ξk вместо одной спектр. линии появляется
неск. поляризованных компонент. Для одиночных спектр. линий в направлении,
перпендикулярном направлению напряжённости магн. поля Н (рис. 1), наблюдается
зеемановский триплет — несмещённая относительно первичной линии p-компонента,
поляризованная в направлении Н, и две симметричные относительно неё s-компоненты,
поляризованные перпендикулярно Н (простой, или нормальный, З. э., рис. 2).
Рис. 1. Схема наблюдения эффекта Зеемана: И — источник
излучения, расположенный между полюсами магнита М; линзы Л, поляроиды П,
пластинка в 1/4 Длины волны l служат
для определения хар-ра поляризации; С — спектрометр.
Для дублетов и мультиплетов высших порядков наблюдается
сложная картина расщепления: появляется неск. равноотстоящих друг от друга p-компонент и две симметричные
относительно них группы s-компонент (аномальный, или сложный,
З. э.).
Рис. 2. Простой эффект Зеемана: а — без поля (n0 — частота, соответствующая исследуемой
неполяризованной спектр. линии); б — зеемановский триплет (направление наблюдения
перпендикулярно полю); в — s-компоненты (при наблюдении вдоль
поля). Стрелками показано направление поляризации, n1 и n2 — частоты s-компонент.
Величина расщепления пропорц. Н и относительно мала (для
Н ~20 кЭ она порядка десятых долей А). В сильных магн. полях (полях, вызывающих
расщепление порядка мультиплетного и выше) вместо сложного З. э. наблюдается
зеемановский триплет (Пашена — Бака эффект).
З. э. обусловлен наличием у квант. системы (напр.,
атома) магн. момента m, к-рый связан с механич. моментом М
атома и может ориентироваться в пр-ве лишь определ. образом. Число возможных
ориентации момента m равно степени вырождения уровня
энергии. Каждой проекции (mH магн. момента m на
направление Н соответствует своя дополнит. энергия Dξ=-mHH, что приводит к снятию вырождения — уровень
расщепляется. Т. к. mH принимает значения mH=gmБm (где g— Ланде множитель, mБ— магнетон Бора, m — магн. квантовое число), то значения Dξ=gmБHm для разл. m различны.
Расстояние между соседними подуровнями d=-gmБH=gDξ0, где Dξ0=mБН — величина норм. расщепления. Если для уровней ξi и ξk
расщепление одинаково (gi=gk), то
наблюдается зеемановский триплет, если gi¹gk,— сложный З. э.
Исследование картины зеемановского расщепления важно для
изучения тонкой структуры атомов и др. ат. систем. Наряду с квант. переходами
между зеемановскими подуровнями, принадлежащими разл. уровням энергии (З. э.
на спектр. линиях), можно наблюдать магн. квант. переходы между подуровнями
одного уровня энергии. Такие переходы происходят под действием излучения с
частотами n=d/h (h — Планка постоянная),
лежащими, как правило, в СВЧ диапазоне эл.-магн. волн. Это приводит к
эффекту избират. поглощения радиоволн в парамагн. в-вах, помещённых в магн.
поле,— к электронному парамагнитному резонансу. На основе этого эффекта
созданы устройства квантовой электроники, в т. ч. приборы для прецизионного
измерения слабых магн. полей (квантовые магнетометры).
З. э. наблюдается и в мол. спектрах, однако его
наблюдение и расшифровка представляют большие трудности вледствие сложной
картины расщепления и перекрытия в них спектр. полос. З. э. можно наблюдать и
в спектрах кристаллов (обычно в спектрах поглощения). • См. лит. при ст. Атом,
Молекула
Статья взята из Физической
энциклопелии под ред. Академика Прохорова,
Можно посмотреть и в другом
источнике http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Зеемана
Примечания.
Основное Замечание.
В статьях: http://fatyf.narod.ru/magnetic-power-lines.htm (О магнитных силовых линиях)
http://fatyf.narod.ru/stern-gerlah-rabi.htm (Опыты Штерна Герлаха, Раби)
рассматривалось влияние краевых
эффектов магнитного поля постоянного магнита и
соленоида. В данном случае квантовомеханическое толкование сводится на
нет именно из-за этих особенностей.
То есть, то, что происходит
расщепление спектральной полосы на
триплеты в случае осевого наблюдения и на пары в случае двух соленоидов
очевидно и сомнению не подвергается. Первое объясняется наличием осевого
магнитного потока и двумя краевыми областями, второе объясняется отсутствием в
перпендикулярной плоскости наблюдения именно осевого эффекта у двойного
соленоида.
Именно для (несинглетных)
«насколько русский язык загадили академики!!!!!» НЕОдиночных линий!!!!
Происходит и сложное расщепление. аномальный зеемановский эффект, причем
величина сдвигов при простом и сложном
расщеплении не может быть объяснена никоим образом квантовыми числами,
ларморовской частотой из простых соображений изложенных
в http://fatyf.narod.ru/ELECTRON.htm
http://fatyf.narod.ru/magnit-moment.htm
В сильных магнитных полях
сложное расщепление переходит в простое (триплетное) по вполне понятным
причинам. http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Пашена-Бака, сильнее работает краевой и осевой эффект
соленоида.
Комбинирование эффекта Зеемана с
Эффектом Штарка в данном случае неуместно, по причине большой разницы в технике
исполнения эксперимента.
Выводы прежде всего относятся к
области астрофизической электродинамики. Сопоставление зееменовского
расщепления линий и наблюдение подобного расщепления в спектрах обнаруженных у
звезд, в частности, впервые у Солнца, не
дают основания для каких либо выводов о величине их магнитного поля. Потому как
конструктивно не адекватные системы. А
другими методами такое определение прежде всего связанными с силовым измерением
невозможны из-за дальности. Есть один только вполне доступный косвенный метод,
это определение амплитуды изменения радиосигнала от известных радиоисточников
излучения. И по максимуму выбор репера, с учетом дальности и закона Кулона
(обратноквадратичная зависимость от расстояния). Мы получим хотя бы абсолютное
значение изменения поля. А по этому реперному изменению и расчету можно оценить
действительное относительное магнитное поле и солнца и даже планет.
Данное расщепление спектральных
линий на краевых эффектах для паров веществ (газов) уже означает изменение их и
для других состояний вещества.
Поскольку мы отказались от
переноса тока электронами и перешли к излучению, то надо еще раз
проанализировать с этой позиции и
эффекты, обнаруженные Томсоном при опытах с катодной трубкой. Появление
параболических пятен. До сих пор объяснение этому нет. А похоже оно где-то
рядом.
Если пересечение трех потоков то
парабола неизбежна. Да еще и под углом .
Фатьянов А.В. 2009