克雷布特效应怎么解释

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塞曼效应 解释一下。。。~


塞曼效应(Zeeman effect),在原子、分子物理学和化学中的光谱分析里是指原子的光谱线在外磁场中出现分裂的现象。这个现象的发现是对光的电磁理论的有力支持,证实了原子具有磁矩和空间取向量子化,使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解,特别是由于及时得到洛仑兹的理论解释,更受到人们的重视,被誉为继X射线之后物理学最重要的发现之一。
原理简介
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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之后发现的又一个磁光效应。这个现象的发现是对光的电磁理论的有力支持,证实了原子具有磁矩和空间取向量子化,使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解,特别是由于及时得到洛仑兹的理论解释,更受到人们的重视,被誉为继X射线之后物理学最重要的发现之一。
1902年,塞曼与洛仑兹因这一发现共同获得了诺贝尔物理学奖(以表彰他们研究磁场对光的效应所作的特殊贡献)。[1]
2详细内容
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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,电子的轨道磁矩和自旋磁矩耦合成总磁矩,并且空间取向是量子化的,磁场作用下的附加能量不同,引起能级分裂。在外磁场中,总自旋为零的原子表现出正常塞曼效应,总自旋不为零的原子表现出反常塞曼效应。塞曼效应是继1845年法拉第效应和1875年克尔效应之后发现的第三个磁场对光有影响的实例。塞曼效应证实了原子磁矩的空间量子化,为研究原子结构提供了重要途径,被认为是19世纪末20世纪初物理学最重要的发现之一。利用塞曼效应可以测量电子的荷质比。在天体物理中,塞曼效应可以用来测量天体的磁场。
3偏振特性
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对于Δm=+1,原子在磁场方向的角动量减少了一个\hbar,由于原子和光子的角动量之和守恒,光子具有与磁场方向相同的角动量\hbar,方向和电矢量旋转方向构成右手螺旋,称之为σ+偏振,为左旋偏振光。反之,对于Δm=-1,原子在磁场方向的角动量增加一个\hbar,光子具有与磁场方向相反角动量\hbar,方向和电矢量旋转方向构成左手螺旋,称之为σ-偏振,为右旋偏振光。对于Δm=0,原子在磁场方向角动量不变,称之为π偏振。如果沿磁场方向观察,只能观察到σ+和σ-谱线左旋偏振光和右旋偏振光,观察不到π偏振谱线。如果在垂直于磁场方向观察,能够观察到原谱线分裂成三条:中间一条是π谱线,为线偏振光,偏振方向和磁场方向平行,σ+与σ-线分居两侧,同样是线偏振光,偏振方向和磁场方向垂直。

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