Zeemanův jev

Jako Zeemanův jev (Zeemanův efekt) se označuje rozštěpení spektrálních čar, ke kterému dochází při působení vnějšího magnetického pole na atomy. Je pojmenován po holandském fyzikovi Pieteru Zeemanovi.

Obsah

1 Podstata jevu
2 Zeemanův jev ve vodíkovém atomu
3 Normální a anomální Zeemanův jev
4 Paschen-Backův jev
5 Související články

[editovat] Podstata jevu

Energetické hladiny atomů ve vnějším magnetickém poli již nejsou závislé pouze na hlavním kvantovém čísle, ale také na orbitálním a magnetickém kvantovém čísle a také na magnetické indukci pole $\mathbf{B}$ . Energie potřebná k přechodu mezi různými energetickými hladinami je tedy odlišná od případu, kdy se atom nenachází v magnetickém poli, tzn. $\mathbf{B}=0$ .

[editovat] Zeemanův jev ve vodíkovém atomu

Orientujeme-li $z$ -ovou osu soustavy souřadnic ve směru vektoru magnetické indukce $\mathbf{B}$ , představuje průmět momentu hybnosti $\mathbf{L}$ do osy $z$ složku $L z = L cosθ$ , kde $θ$ je úhel mezi vektory $\mathbf{L}$ a $\mathbf{B}$ . Složka $L z$ momentu hybnosti je však kvantována magnetickým kvantovým číslem $m l$ podle vztahu

$L_z = m_l\hbar$

Dosazením do vztahu pro potenciální energii vodíkového atomu v magnetickém poli, tzn. $E_m = \frac{e}{2m}\mathbf{L}\cdot\mathbf{B}$ , dostaneme pro magnetickou energii výraz

$E_m = m_l\frac{e\hbar}{2m}B = m_l\mu_B B$ ,

kde $\mu_B = \frac{e\hbar}{2m}$ je tzv. Bohrův magneton.

Štěpení spektrálních čar vodíkového atomu lze popsat prostřednictvím změny energie na základě předchozího vztahu. Vzhledem k počtu magnetických kvantových čísel se každá spektrální čára štěpí na $2 l + 1$ čar. Vzdálenost mezi nimi je úměrná intenzitě vnějšího magnetického pole.

[editovat] Normální a anomální Zeemanův jev

Popsaný jev štěpení spektrální čar se označuje jako normální Zeemanův efekt. U atomů s více elektrony se však projevuje také tzv. anomální Zeemanův efekt. Ten spočívá ve skutečnosti, že daná spektrální čára se nedělí na očekávaný počet čar, ale na větší počet čar. Příčinou anomálního Zeemanova efektu je existence spinu elektronů.

V některých případech (např. při štěpení na velký počet čar nebo ve slabém magnetickém poli) se jednotlivé části rozštěpené spektrální čáry nachází tak blízko u sebe, že je nelze vzájemně odlišit. V takovém případě se původní spektrální čára jeví pouze jako rozšířená.

[editovat] Paschen-Backův jev

Ve velmi silných magnetických polích jsou získaná rozštěpení spektrálních čar poněkud odlišná od štěpení na základě Zeemanova jevu. Příčinou je, že dochází ke snížení vlivu spinorbitální interakce, což mění vztah mezi orbitálním a spinovým momentem. Tento jev se označuje jako Paschen-Backův.

[editovat] Související články

Tento fyzikální článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.

Kategorie: Magnetismus | Fyzika částic

Zeemanův jev v jiných jazycích: Беларуская, বাংলা, Català, Deutsch, English, Esperanto, Español, فارسی, Suomi, Français, עברית, Magyar, Bahasa Indonesia, Italiano, 日本語, 한국어, Nederlands, Polski, Português, Română, Русский, Slovenčina, Српски / Srpski, Svenska, Українська, Tiếng Việt, 中文

Tento článek je převzat z české wikipedie - otevřené encyklopedie, originální článek naleznete na adrese: „http://cs.wikipedia.org/wiki/Zeeman%C5%AFv_jev“
Stránka byla naposledy upravena v Stránka byla naposledy editována 26. 6. 2008 v 19:14.
Veškerý text je dostupný za podmínek GNU Free Documentation License (Autorské právo pro podrobnosti).