В начало на лист изменений

 

 

 

Зеемана эффект. Комментарий внизу.

 

 

Открытие 1896 г.   расщепление уровней энергий(спектральных линий)  в сильном магнитном поле.

 

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 ξ_i и ξ_k 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 (m_H магн. момента m на направление Н соответствует своя дополнит. энергия Dξ=-m_HH, что приводит к снятию вы­рождения — уровень расщепляется. Т. к. m_H принимает значения m_H=gm_Бm (где g— Ланде множитель, m_Б— магнетон Бора, m — магн. кван­товое число), то значения Dξ=gm_БHm для разл. m различны. Расстояние между соседними подуровнями d=-gm_БH=gDξ₀, где Dξ₀=m_БН — ве­личина норм. расщепления. Если для уровней ξ_i и ξ_k расщепление одина­ково (g_i=g_k), то наблюдается зеемановский триплет, если g_i¹g_k,— 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

В начало на лист изменений