к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Зеемана эффект

Зеемана эффект - расщепление спектральных линий и уровней энергии атомов, молекул и кристаллов в магн. поле. Наблюдается на спектральных линиях испускания и поглощения.
065_084-41.jpg
Рис. 1. Схема наблюдения эффекта Зеемана: М - магнит; И - источник линейчатого спектра; пластинка l/4, Л - линза, П - поляриметры: служат для определения характера поляризации; С - спектральный прибор.

3. э. на линиях поглощения часто наз. обратным. Впервые обнаружен П. Зееманом (P. Zeeman) в 1896 при исследовании спектров испускания натрия. В 1897 X. Лоренц (Н. A. Lorentz) разработал первую теорию 3. э. на основе классич. электродинамики, полное объяснение 3. э. даёт квантовая механика. В результате 3. э. спектральная линия, испускаемая веществом, в магн. поле расщепляется на неск. зеемановских компонент (зеемановское расщепление). Характер расщепления и поляризации компонент зависят от направления наблюдения. В случае т. н. простого (или нормального) 3. э. при наблюдении в направлении, перпендикулярном магн. полю (рис. 1), получаются три линейно поляризованные компоненты - несмещённая p-компонента, поляризованная вдоль поля, и две симметрично от неё расположенные s-компоненты, поляризованные перпендикулярно полю (зеемановский триплет;рис. 2).
065_084-42.jpg
Рис. 2. Расщепление спектральных линий при простом эффекте Зеемана: вверху-без поля; в середине - при поперечном наблюдении в магнитном поле - триплет с частотами n0-Dn, n0, n0+Dn, линии линейно поляризованы (направление указано стрелками); внизу-продольное наблюдение в магн. поле-дублет с частотами n0-Dn и n0+Dn, линии поляризованы по кругу в плоскости, перпендикулярной направлению поля.

При наблюдении вдоль поля получается дублет - две компоненты с круговой поляризацией, направленной в противоположные стороны. В общем случае сложного (или аномального) 3. э. вместо каждой из компонент наблюдаются группы равноотстоящих линий, причём в целом картина расщепления остаётся симметричной относительно первоначальной несмещённой линии. Число линий сложного зеемановского расщепления может достигать неск. десятков. При исследовании 3. э. применяют спектральные приборы с высокой разрешающей способностью, т. к. величина расщепления мала: для магн. полей с напряжённостью H~2.104 Э она составляет сотые нм. Энергия атома, находящегося в магн. поле H и имеющего магн. момент m, равна:
065_084-43.jpg
где E0 - энергия этого атома в отсутствие поля, mH - проекция магн. момента атома на направление поля,- mHH - дополнит. энергия, к-рую приобретает атом в магн. поле. Полный магн. момент атома связан с его механич. моментом М:
m = - g(e/2mec) M,
где g - Ланде множитель ете - заряд и масса электрона. Проекция МH на направление H квантована, т. е. может принимать лишь дискретные значения MH = mh/2p, где т= J, J -1, . . ., - J, а J - квантовое число, определяющее полный механич. момент атома. При данном J возможны 2J + 1 разд. значений т. В результате энергия атома в магн. поле равна:
065_084-44.jpg
величина mБ = еh/2mес наз. магнетоном Бора. Т. о., уровень энергии атома с данным J в магн. поле расщепляется на 2J+1 компонент, отстоящих друг от друга на расстоянии gmБH. Расщепление спектральных линий определяется расщеплением комбинирующих уровней энергии в мат. поле и отбора правилом для магн. квантового числа т: Dm=0, b1, причём при квантовых переходах, соответствующих Dm = 0, получаются p-компоненты, а при Dm= b1 - s-ком-поненты (рис. 3). Частоты n компонент спектральной линии с частотой n0 определяются ф-лой:
065_084-45.jpg
где Ei, Ek и gi, gk - энергии и множители Ланде комбинирующих уровней энергии соответственно. При Dm= mi- mk = 0 получим:
065_084-46.jpg
(p-компоненты). При Dm=61 -
065_084-47.jpg
(s-компоненты). В частном случае gi=gk получается простой 3. в. Распределение интенсивности I в картине зеемановского расщепления симметрично относительно n0. Значения интенсивностей I oтд. компонент определяются значениями Dm и DJ:
065_084-48.jpg
(С и С' - константы). Интенсивности I не зависят от типа связи моментов в атоме. Сумма интенсивностей компонент, возникающих ори переходах с уровня, определяемого значением m, на уровни с т-1, т, m+1 не зависит от т (правило сумм интенсивностой для 3. э.); сумма интенсивностей всех p-компонент равна сумме интенсивностей всех s-компонент. Исследование картины зеемановского расщепления позволяет определять значения Ji и Jk и др. характеристики комбинирующих уровней энергии, что имеет большое значение для интерпретации атомных спектров.
065_084-49.jpg
Рис. 3. Расщепление уровней энергии (а) и спектральных линий (б) в сложном эффекте Зеемана при Ji = 2, gi = 7/6 и Jk=1, gk = 3/2. Стрелками указаны квантовые переходы, разрешённые правилами отбора. Длина штриха на рис. б соответствует интенсивности соответствующей компоненты.

Рассмотренная картина расщепления получается в том случае, когда расщепление под действием внеш. магн. поля мало по сравнению с тонким расщеплением (см. Тонкая структура ),т. e. для относительно слабых магн. полей. С возрастанием напряжённости внеш. магн. поля характер расщепления меняется - сложный 3. э. приближается пo своему виду к простому. В очень сильных полях, для к-рых зеемановское расщепление превосходит тонкое, получается зеемановский триплет, каждая компонента к-рого имеет тонкую структуру - т. н. Пашена - Бака эффект (рис. 4). Дополнит. энергия уровня определяется в этом случае суммой взаимодействий спинового и орбитального магн. моментов (mS и mL ) атома с магн. полем и спин-орбитальным взаимодействием:
065_084-50.jpg
(А - константа, характеризующая спин-орбитальное взаимодействие, зависящая от S и L; mSH и mLH - проекции mS и mL на направление Н, тS и mL - соответствующие квантовые числа). В результате получаем:
065_084-51.jpg
Для получения расщепления спектральных линий нужно учесть правила отбора для квантовых переходов между комбинирующими уровнями: DmS =0 и Dm =0, b1. Наряду с переходами между зеемановскими подуровнями, принадлежащими разл. уровням энергии (3. э. на спектральных линиях), можно наблюдать магн. квантовые переходы между зеемановскими подуровнями одного и того же уровня.
065_084-52.jpg
Рис. 4. Изменение картины расщепления уровней энергии и спектральной линии (внизу) в зависимости от напряжённости магнитного поля.

Такие переходы происходят под действием излучения частоты n= (DEm + 1 - DEm)/h, к-рая для обычных магн. полей лежит в СВЧ-диапазоне, что приводит к избират. поглощению радиоволн, наблюдаемому в парамагн. веществах в пост. магн. поле (см. Электронный парамагнитный резонанс, Магнитный резонанс). 3. э. для молекулярных спектров имеет меньшее значение, т. к. расшифровка электронных переходов молекул производится гл. обр. по вращат. структуре спектров. Кроме того, наблюдение 3. э. в полосатых спектрах представляет большие экспериментальные трудности из-за сложности расщепления и близости вращательных линий друг к другу. 3. э. в молекулах исследуется методами радиоспектроскопии .В этом случае обычно исследуют молекулы в осн. электронном состоянии, в к-ром большинство молекул не обладает ни орбитальным, ни спиновым моментами; небольшой магн. момент молекулы в этом состоянии может быть обусловлен её вращением и магн. моментами ядер. В этих случаях 3. э. наблюдается в радиочастотном вращательном спектре. 3. э. наблюдается и в спектрах кристаллов, когда они имеют выраженную дискретную структуру. Для кристаллов особенное значение имеет наблюдение обратного 3. э.- в спектрах поглощения. 3. э. применяется не только в спектроскопии, но и в устройствах квантовой электроники, в частности для измерения напряжённостей слабых магн. полей в лабораторных условиях и в космосе (см. Квантовый магнитометр).

Литература по Зеемана эффекту

  1. Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976, гл. 31;
  2. Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962;
  3. Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М.- Л., 1963.

М. А. Ельяшевич

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что такое "Большой Взрыв"?
Согласно рупору релятивистской идеологии Википедии "Большой взрыв (англ. Big Bang) - это космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно - начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Обычно сейчас автоматически сочетают теорию Большого взрыва и модель горячей Вселенной, но эти концепции независимы и исторически существовало также представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва. Именно сочетание теории Большого взрыва с теорией горячей Вселенной, подкрепляемое существованием реликтового излучения..."
В этой тираде количество нонсенсов (бессмыслиц) больше, чем количество предложений, иначе просто трудно запутать сознание обывателя до такой степени, чтобы он поверил в эту ахинею.
На самом деле взорваться что-либо может только в уже имеющемся пространстве.
Без этого никакого взрыва в принципе быть не может, так как "взрыв" - понятие, применимое только внутри уже имеющегося пространства. А раз так, то есть, если пространство вселенной уже было до БВ, то БВ не может быть началом Вселенной в принципе. Это во-первых.
Во-вторых, Вселенная - это не обычный конечный объект с границами, это сама бесконечность во времени и пространстве. У нее нет начала и конца, а также пространственных границ уже по ее определению: она есть всё (потому и называется Вселенной).
В третьих, фраза "представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва" тоже есть сплошной нонсенс.
Что могло быть "вблизи Большого взрыва", если самой Вселенной там еще не было? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 14.10.2019 - 19:26: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
14.10.2019 - 03:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:03: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
12.10.2019 - 07:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 08:59: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 06:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:33: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:22: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Глобальное потепление - миф или... миф? - Карим_Хайдаров.
09.10.2019 - 19:01: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution