塞曼效应的理论发展
1896年,荷兰物理学家塞曼使用半径10英尺的凹形罗兰光栅观察磁场中的钠火焰的光谱,他发现钠的D谱线似乎出现了加宽的现象。这种加宽现象实际是谱线发生了分裂。随后不久,塞曼的老师、荷兰物理学家洛仑兹应用经典电磁理论对这种现象进行了解释。他认为,由于电子存在轨道磁矩,并且磁矩方向在空间的取向是量子化的,因此在磁场作用下能级发生分裂,谱线分裂成间隔相等的3条谱线。塞曼和洛仑兹因为这一发现共同获得了1902年的诺贝尔物理学奖。
1897年12月,普雷斯顿(T.supeston)报告称,在很多实验中观察到光谱线有时并非分裂成3条,间隔也不尽相同,人们把这种现象叫做为反常塞曼效应,将塞曼原来发现的现象叫做正常塞曼效应。反常塞曼效应的机制在其后二十余年时间里一直没能得到很好的解释,困扰了一大批物理学家。1925年,两名荷兰学生乌仑贝克(G.E.Uhlenbeck,1900--1974)和古兹米特(S.A.Goudsmit,1902--1978)提出了电子自旋假设,很好地解释了反常塞曼效应。
应用正常塞曼效应测量谱线分裂的频率间隔可以测出电子的荷质比。由此计算得到的荷质比数值与约瑟夫·汤姆生在阴极射线偏转实验中测得的电子荷质比数量级是相同的,二者互相印证,进一步证实了电子的存在。
塞曼效应也可以用来测量天体的磁场。1908年美国天文学家海尔等人在威尔逊山天文台利用塞曼效应,首次测量到了太阳黑子的磁场。
1912年,帕邢和拜克(E.E.A.Back)发现在极强磁场中,反常塞曼效应又表现为三重分裂,叫做帕邢-拜克效应。这些现象都无法从理论上进行解释,此后二十多年一直是物理学界的一件疑案。正如不相容原理的发现者泡利后来回忆的那样:"这不正常的分裂,一方面有漂亮而简单的规律,显得富有成果;另一方面又是那样难于理解,使我感觉简直无从下手。"
1921年,德国杜宾根大学教授朗德(Landé)发表题为:《论反常塞曼效应》的论文,他引进一因子g代表原子能级在磁场作用下的能量改变比值,这一因子只与能级的量子数有关。
1925年,乌伦贝克与哥德斯密特"为了解释塞曼效应和复杂谱线"提出了电子自旋的概念。1926年,海森伯和约旦引进自旋S,从量子力学对反常塞曼效应作出了正确的计算。由此可见,塞曼效应的研究推动了量子理论的发展,在物理学发展史中占有重要地位。
洛伦兹在物理学上最重要的贡献是发展了经典电子论。1878年,他发表了光与物质相互作用的论文,把以太与普通的物质区别开来,认为以太是静止的,无所不在,而普通物质的分子则都含有带电的谐振子;在这个基础上,他导出了分子折射率的公式(即洛伦兹-洛伦茨公式)。1892年,他开始发表电子论的文章,他认为一切物质的分子都含有电子,阴极射线的粒子就是电子,电子是很小的有质量的刚球,电子对于以太是完全透明的,以太与物质的相互作用归结为以太与物质中的电子的相互作用。在这个基础上,1895年他提出了著名的洛伦兹力公式。另外,1892年他研究过地球穿过静止以太所产生的效应,为了说明迈克耳孙一莫雷实验的结果,他独立地提出了长度收缩的假说,认为相对以太运动的物体,其运动方向上的长度缩短了。1895年,他发表了长度收缩的准确公式,即在运动方向上,长度收缩因子为 。1899年,洛伦兹讨论了惯性系之间坐标和时间的变换问题,并得出电子质量与速度有关的结论。1904年,他发表了著名的洛伦兹变换公式和质量与速度的关系式,并指出光速是物体相对于以太运动速度的极限。
洛伦兹1853年7月18日出生于荷兰的阿纳姆,少年时就对物理学感兴趣并且熟练地掌握多门外语。1870年洛伦兹考入莱顿大学,自数学、物理和天文。1875年获博士学位。1877年,莱顿大学聘请他为理论物理学教授,其时洛伦兹年仅23岁。他在莱顿大学任教长达35年。1911年-1927年间洛伦兹多次担任索尔维会议主席。在国际物理学界享有崇高的名望。
此外,洛伦兹在经典物理学的许多领域里也有很深的造诣,在热力学、物质分子运动论和引力理论等方面,都有过贡献。洛伦兹受到爱因斯坦、薛定谔和其他很多物理学家的尊敬,爱因斯坦就曾说过,他一生中受洛伦兹的影响最大。
塞曼效应的详细内容
塞曼效应,英文:Zeeman effect,是1896年由荷兰物理学家塞曼发现的.他发现,原子光谱线在外磁场发生了分裂。随后洛仑兹在理论上解释了谱线分裂成3条的原因。这种现象称为“塞曼效应”。进一步的研究发现,很多原子的光谱在磁场中的分裂情况非常复杂,称为反常塞曼效应。完整解释塞曼效应需要用到量子力学...
正常塞曼效应和反常塞曼效应的区别?
正常塞曼效应和反常塞曼效应的区别:1、正常塞曼效应一般都会出现在强磁场情况;反常塞曼效应在磁场不是很强的情况下出现。2、只有自旋为单态,即总自旋为0的谱线才表现出正常塞曼效应;非单态的谱线在磁场中表现出反常塞曼效应。3、正常塞曼效应,原子核的磁矩比电子磁矩小大约三个数量级;反常塞曼效应...
不断论证没有发生的事情最后得到证实是什么效应
在最后一章中,他提到用量子理论分析散射现象,认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。 1923年4月,他的学生之一拉玛纳桑(K.R....拉曼发现反常散射的消息传遍世界,引起了强烈反响,许多实验室相继重复,证实并发展了他的结果。1928年关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。科学界对他的发现...
什么是曼徳拉效应
曼德拉效应是指大众对历史的集体记忆与事实不符。曼德拉效应是一种心理现象,表现为大众对历史的集体记忆与真实事件的不符。以南非前总统曼德拉为例,许多人在记忆中认为他在20世纪80年代已在监狱中去世,但实际上他并未在那时去世,而是被释放后继续担任南非总统,直至2013年才去世。这一事实在2013年...
塞曼效应的发现者是谁?
这表明,运动电荷确实受到了磁场的作用力,这个力通常叫做洛伦兹力,它为荷兰物理学家H.A.洛伦兹首先提出,故得名。认为一切物质分子都含有电子,阴极射线的粒子就是电子。洛伦兹把以太与物质的相互作用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成功地解释了塞曼效应,与塞曼一起获1902年诺贝尔物理学奖。洛伦...
塞曼效应的原理
若一条谱线分裂成三条、裂距按波数计算正好等于一个洛仑兹单位(L0=eB\/4πmc)的现象称为正常塞曼效应;而分裂成更多条且裂距大于或小于一个洛仑兹单位的现象称为反常塞曼效应。塞曼效应的产生是原子磁矩和外加磁场作用的结果。根据原子理论,原子中的电子既作轨道运动又作自旋运动。原子的总轨道磁矩...
重复一个行为直到攻破对方防线,心理学上叫什么效应?
扎克曼效应与人类的认知结构和决策行为有关,表明我们通常更容易记住和关注未完成的事情,因为大脑更倾向于为未完成的任务保持一种紧张和焦虑的状态,以促使我们完成它们。扎克曼效应的应用还涉及到个人动机和目标设定的领域,例如在学习中,将一个课程或学习任务分成若干小目标,以激发学生的动力和持续参与...
曼特拉效应是什么 难道有人穿越篡改了历史
其实在日常生活中很多曼特拉效应出现,在很多人的心中蒙娜丽莎的微笑是微微一笑,嘴角并未上扬,但是现实是蒙娜丽莎的微笑画像中蒙娜丽莎笑的很开心,从她上扬的嘴角就可以看出来。生活中有很多我们已经发现或者还未发现的曼特拉效应,不知道大家有没有这样的感觉,明明是第一次经历的事情却总有已经经历过...
塞曼效应的理论解释
相互之间频率间隔相等,为\\frac{\\mu_B}。洛仑兹应用经典电磁理论解释了正常塞曼效应,计算出了这个频率间隔。通常把这个能量差的波数间隔\\Delta(\\frac{\\lambda})=\\frac{\\mu_B}=\\frac{e\\hbar B}=\\frac{4\\pi m_c}\\approx 46.7B m^T^称为洛仑兹单位,符号\\hat。
谁能告诉我塞曼能级和塞曼效应的定义?
塞曼效应是原子的光谱线在外磁场中出现分裂的现象。塞曼效应是1896年由荷兰物理学家塞曼发现的.他发现,原子光谱线在外磁场发生了分裂。随后洛仑兹在理论上解释了谱线分裂成3条的原因。这种现象称为“塞曼效应”。进一步的研究发现,很多原子的光谱在磁场中的分裂情况非常复杂,称为反常塞曼效应。完整解释塞曼效应需要...
查雷龙骨: 塞曼效应理论发展编辑1896年,荷兰物理学家塞曼使用半径10英尺的凹形罗兰光栅观察磁场中塞曼效应图解的钠火焰的光谱,他发现钠的D谱线似乎出现了加宽的现象
息烽县13753513026: 塞曼效应的理论发展有哪些呢? ?
查雷龙骨: 1908年美国天文学家海尔等人在威尔逊山天文台利用塞曼效应,首次测量到了太阳黑子的磁场
息烽县13753513026: 什么是塞曼效应. - ?
查雷龙骨:[答案] 塞曼效应是物理学史上一个著名的实验.荷兰物理学家塞曼在1896年发现把产生光谱的光源置于足够强的磁场中,磁场作用于发光体使光谱发生变化,一条谱线即会分裂成几条偏振化的谱线,这种现象称为塞曼效应. 塞曼效应是法拉第磁效致旋光效应...
息烽县13753513026: 塞曼效应是什么? - ?
查雷龙骨: 磁场的存在使得原子中各个能级分裂成几个次能级,当这样的原子被激发后,它们的特征谱线也将分裂成几条靠近原始线的谱线.由于发现者是德国物理学家P.塞曼,因此,这种现象被称为“塞曼效应”.借助于塞曼效应,太阳黑子的磁场性质已经被确定,还发现许多恒星出现强磁化——一种很有意义的信息.
息烽县13753513026: 求紫外光谱分析的历史 - ?
查雷龙骨: 光谱学的研究已有一百多年的历史了.1666年,牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱,他发现白光是由各种颜色的光组成的.这是可算是最早对光谱的研究. 其后一直到1802年,渥拉斯顿观察到了光谱线,其...
息烽县13753513026: 塞曼效应说明了什么 - ?
查雷龙骨: 正常塞曼效应说明了电子存在轨道磁矩,并且磁矩方向在空间的取向是量子化的; 反常塞曼效应说明了电子自旋的存在.
息烽县13753513026: 塞曼效应是怎么分析物质的元素的 - ?
查雷龙骨: 塞曼效应证实了原子具有磁距和空间取向量子化的现象,至今塞曼效应仍是研究能级结构的重要方法之一.正常塞曼效应可用经典理论给予很好的解释;而反常塞曼效应却不能用经典理论解释,只有用量子理论才能得到满意的解释.
息烽县13753513026: 塞曼效应的原理是什么呀?语言尽量简单易懂些,让非物理专业的人也能看懂! - ?
查雷龙骨: 最简单的说法是,电子围绕原子运动,不同的轨道代表原子一种能量状态,称为一个能级.原子能级数很多,一定条件下,原子能从一个能级状态变化到另一能级状态,称为跃迁.原子从高能量状态跃迁到低能量状态,会释放能量,发出一个光...
息烽县13753513026: 塞曼分裂是如何产生的呢? ?
查雷龙骨: 1897年,H.A.洛伦兹对于这个效应作了满意的解释,其基本概念是光由各向同性的谐振子发射出来的,这些谐振子的运动在磁场中受到了磁力线的作用,产生了塞曼分裂
息烽县13753513026: 爱因斯坦为什么拒绝接受量子力学.他用什么来替代量子力学呢 - ?
查雷龙骨:[答案] 在量子理论的发展历程中,有3个关键人物:索末菲、玻尔和玻恩.尽管他们对量子力学的贡献有大小的不同,但在某种意义上他们都是领袖型科学家,各自领导了量子理论研究的3个不同学派,即索末菲的慕尼黑学派、玻尔的根本哈根学派和玻恩的...