Нормальный эффект Зеемана

• Эффект Зеемана был обнаружен голландским физиком Зееманом.  

• Объяснение эффекта было дано Лоренсом.  

• Эффект Зеемана является квантовым механическим эффектом.  

• Различают нормальный и аномальный эффекты Зеемана.  

• Нормальный эффект Зеемана наблюдается при расщеплении спектральных линий в магнитном поле.  

• Аномальный эффект Зеемана связан с расщеплением по полному моменту.  

• Зееман изучал красную линию паров кадмия.  

• Линия соответствует переходу между синглетными состояниями.  

• Лоренсу удалось объяснить эффект на основе классической электромагнитной теории.  

• Объяснение Лоренца позволило связать излучение света с движением заряженных частиц.  

• Это привело к развитию электронной теории и определению удельного заряда частиц.  

• Лоренц и Зееман получили Нобелевскую премию за это объяснение.  

• В отсутствие магнитного поля атом излучает спектральную линию.  

• При включении магнитного поля наблюдается расщепление спектральных линий.  

• В перпендикулярном направлении видны три спектральные линии, в продольном — две.  

• В перпендикулярном направлении линии линейно поляризованы.  

• В продольном направлении линии циркулярно поляризованы.  

• Зееман наблюдал этот эффект, помещая излучение паров кадмия между полюсами.  

• Уравнение движения электрона включает силу Лоренца.  

• Добавление силы Лоренца изменяет уравнение движения.  

• Уравнение включает векторное произведение скорости заряда и индукции магнитного поля.  

• Ларморова частота связана с размерностью величины.  

• Уравнение движения включает ларморову частоту.  

• Решение уравнения требует разложения векторного произведения по проекциям.  

• Внешнее поле направлено вдоль оси.  

• Вектор индукции магнитного поля имеет компоненту только по оси.  

• Векторное произведение включает проекции на оси x и y.  

• Проекция на ось x содержит y-компоненту скорости.  

• Проекция на ось y содержит x-компоненты.  

• Проекции перемешаны, что неудобно для решения уравнений.  

• Переход к циркулярной системе позволяет разделить переменные.  

• Система строится на основе единиц e и e.  

• Векторы можно разложить по этому базису.  

• Векторное произведение в циркулярной системе.  

• Пример разложения вектора на e и e.  

• Преимущество использования циркулярной системы.  

• Разложение радиус-вектора на e и e.  

• Проекции на оси x и y.  

• Уравнения для компонент r+ и r-.  

• Решение дифференциальных уравнений с экспоненциальной подстановкой.  

• Характеристическое уравнение и его корни.  

• Упрощение уравнения для бета-квадрата.  

• Решение для r- и r+.  

• Влияние направления возбуждения колебаний.  

• Анализ результатов в зависимости от направления возбуждения.  

• Колебания электрона идут вдоль линии вектора.  

• Диаграмма направленности излучения показывает, что максимум излучения приходится на перпендикулярное направление.  

• В направлении колебаний ничего не излучается.  

• Решение вдоль оси имеет математический вектор.  

• Возбуждение колебаний приводит к смещению частоты.  

• Комбинация синуса и косинуса описывает затухающие колебания.  

• Колебания раскладываются на два взаимно перпендикулярных колебания.  

• Результирующее движение соответствует вращению плоскости.  

• Это решение можно разложить на два отдельных колебания.  

• В направлении оси z интенсивность излучения в два раза больше.  

• Диаграмма направленности показывает, что излучение идет в двух направлениях.  

• В поперечных направлениях интенсивность излучения меньше.  

• Возбуждение колебаний по минус а приводит к смещению частоты.  

• Вращение плоскости происходит в другую сторону.  

• Смещение спектральных линий пропорционально индукции магнитного поля.  

• Наблюдение эффекта поперек поля с использованием интерферометра Фабри-Перо.  

• Магнитное поле расщепляет спектральные линии.  

• Интерференционные кольца показывают интерференцию различных порядков.  

• Круговая поляризация не изменяется при повороте поляризатора.  

• Линейная поляризация изменяется при повороте поляризатора.  

• Интерферометр позволяет достичь нужной разрешающей способности.  

• Увеличение индукции магнитного поля приводит к раздвижению взаимо-компонент.  

• В центре появляется пятно вместо кольца.  

• Наблюдаются три составляющие: старое кольцо и два спутника меньшего и большего диаметра.  

• При повороте поляризатора на 90 градусов старое кольцо исчезает.  

• Появляются боковые компоненты, соответствующие частотам побега плюс-минус омега.  

• При наблюдении поперек поля видны три компоненты: центральная и боковые, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях.  

• При наблюдении вдоль поля видны две боковые компоненты.  

• Центральная компонента исчезает.  

• При повороте поляризатора в исходное положение видны только средние компоненты.  

• Развернули магнит, свет попадает в распространяется.  

• Включаем магнитное поле, центральная компонента исчезает, появляются две боковые.  

• Уменьшаем магнитное поле, расстояние между компонентами сокращается, появляется одна компонента.  

• Поляризация не меняется при повороте поляризатора.  

• Интенсивность компонент не меняется.  

• Наблюдается нормальный эффект Паракане на определенной линии перехода.  

• Нормальный эффект Паракане объясняется в рамках классической теории.  

• Аномальные эффекты требуют более сложных объяснений.  

• Завершение первого раздела, переход к следующей теме - электромагнитные волны.