4.2 Zeemanův jev

 

Jedná se o rozštěpení spektrálních čar atomu, který je umístěn ve vnějším magnetické poli. Poprvé byl tento jev pozorován Zeemanem (1897). V slabém magnetickém poli pozoroval Zeeman štěpení singletu na triplet, z historických důvodů se tedy tento případ označuje jako  normální Zeemanův jev, častěji ale dochází ke štěpení na obecný multiplet, tzv. anomální Zeemanův jev.

 

Pokud je atom s energií E0 a magnetickým momentem  umístěn ve vnějším magnetickém poli , musíme do celkové energie atomu E započítat interakční energii . Tedy . Pokud je  ve směru osy z (), pak . Hodnota z-ové složky celkového magnetického momentu je dána vztahem , kde gJ je hodnota Landého faktoru pro celý atom, mB  je Bohrův magneton,  je magnetické kvantové číslo nabývající hodnot  -J,  -J+1, -J+2, …J-2, J-1, J. Kvantová čísla  a J přísluší vlastním hodnotám velikosti a z-tové složky celkového momentu hybnosti. Tedy .

 

Z uvedeného vyplývá, že každá energetická hladina se rozpadá na celkem ekvidistantních hladin, které jsou symetricky rozloženy okolo původní hladiny. Vzdálenost mezi sousedními hladinami, tzv. velikost rozštěpení, je  . Ze vztahu vyplývá, že rozštěpení čar je větší pro silnější pole.

 

V případě, že je pole tak silné, že naruší spinorbitální vazbu, je třeba uvažovat interakci magnetického pole zvlášť s celkovým orbitálním a celkovým vlastním magnetickým momentem. Změnu energie pak lze při zanedbání spinorbitální vazby napsat jako. Tomu opět odpovídá rozštěpení spektrálních čar, které ale bývá zvykem označovat jako Paschenův–Backův jev.

 

 

Ekvidistatní hladiny

Vzdálenost sousedních hladin je konstantní.

Předchozí     Následující