Задания на 3 семестр / Физико-технические эффекты_ФТЭ / ФТЭ

Эффект Зеемана

Входы: магнитное поле.

Выходы: спектр.

Графическая иллюстрация:

Рис.2.68. Расщепление энергетических уровней одиночных электронов в магнитном поле

Сущность:

Прямой (обращенный) эффект Зеемана состоит в расщеплении спектральных линий испускаемого (поглощаемого) излучения под действием магнитного поля. При этом неполяризованное излучение с частотой направления поля расщепляется на два компонента (линии) с частотами, первая из которых поляризована по левому кругу, а вторая - по правому. В направлении, перпендикулярном полю, расщепление имеет более сложный характер.

Крайние компоненты поляризованы перпендикулярно магнитному полю средние - с неизменной частотой - поляризованы вдоль поля и по интенсивности вдвое превосходят соседние. Величина смещения частоты пропорциональна индукции магнитного поля. Эффект Зеемана обусловлен расщеплением в магнитном полеэнергетических уровней атомов или молекул на подуровни, между которыми возможны квантовые переходы.

Математическое описание:

–энергетические уровни электронов, помещенных в магнитное поле, расщепляются в этом поле в зависимости от величины спинового магнитного момента и интенсивности магнитного поля;

- магнитный момент электрона, H – напряженность магнитного поля.

Применение:

Эффект Зеемана нашел полезное применение в астрономии, поскольку по расщеплению линий в спектре излучения небесных тел можно судить о напряженности их магнитных полей. Например, именно по эффекту Зеемана астрофизикам удалось установить, что пятна на Солнце являются следствием возмущения мощных магнитных полей вблизи его поверхности — солнечных магнитных бурь.

Содержание