Читать «Большая Советская Энциклопедия (ЗЕ)» онлайн - страница 10

  DE_m = -m_HH = gm_БН·m

  различна для различных магнитных квантовых чисел и уровень энергии Е расщепляется на 2J + 1 равноотстоящих зеемановских подуровней. Расстояние между соседними подуровнями Em иЕ_m+1 равно:

  d = DE_m+1 - DEm = gm_БН = gDE₀

  где DЕ₀ = m_БН - величина т. н. нормального расщепления.

  Если для уровней E₁ и E₂, между которыми происходит квантовый переход, g₁ = g₂, то расщепление спектральной линии в магнитном поле представляет собой зеемановский триплет. Если g₁ ¹ g₂, получается сложный З. э.

  Исследование картины З. э. Позволяет определять характеристики уровней энергии различных атомов. Наряду с квантовыми переходами между зеемановскими подуровнями различных уровней энергии (З. э. на спектральных линиях) можно наблюдать магнитные квантовые переходы между зеемановскими подуровнями одного и того же уровня. Такие переходы происходят под действием излучения частоты

 

  (h — ). В обычных магнитных полях частоты таких переходов соответствуют СВЧ-диапазону. Это приводит к избирательному поглощению радиоволн, которое можно наблюдать в парамагнитных веществах, помещенных в постоянное магнитное поле (см. , , ).

  З. э. наблюдается и в молекулярных спектрах, однако расшифровать такие спектры значительно труднее, чем атомные. Кроме того, наблюдение З. э. в молекулярных спектрах представляет большие экспериментальные трудности из-за сложности картины расщепления и перекрытия молекулярных спектральных полос. З. э. можно наблюдать также и в спектрах кристаллов (обычно в спектрах поглощения).

  З. э. применяется не только в спектроскопии для исследования тонкой структуры вещества, но и в устройствах квантовой электроники и для измерения магнитных полей в лабораторных условиях и магнитных полей космических объектов.

  Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Герцберг Г., Спектры и строение двухатомных молекул, пер. с англ., М., 1949.

  М. А. Ельяшевич.

Рис. 1. Схема наблюдения эффекта Зеемана. Источник линейчатого спектра И расположен между полюсами электромагнита М, сердечник которого просверлён для обеспечения наблюдения вдоль поля. Линзы Л, поляроиды П и пластинка в 1/4 длины волны служат для определения характера поляризации; С — спектроскоп.

Рис. 3. Разложение гармонического осциллятора l на линейные осцилляторы l_II — вдоль направления поля и l_^ — перпендикулярный полю. Осциллятор l_^ разлагается на два круговых с противоположными направлениями вращения.

Рис. 2. Простой эффект Зеемана: вверху — без поля, линия v₀ не поляризована; в середине — при поперечном наблюдении в магнитном поле — триплет с частотами v₁, v₀, v₂ линии поляризованы линейно (направление поляризации показано стрелками); внизу — при продольном наблюдении — дублет с частотами v₁,v₂, линии поляризованы по кругу в плоскости, перпендикулярной магнитному полю; v₁ = v0 + Dv, v₂ = v₀ - Dv