|
|
|
Efectul Zeeman
Asa
cum reiese din experienta Stern - Gerlach, orice atom ce are momentul
magnetic 
aflat in camp magnetic
extern 
presupus constant,
capata o energie magnetica de interactiune care se
adauga energiei sale interne, W, corespunzatoare starii atomice
respective. Astfel, pentru un atom de hidrogen:
unde
(4.90)
Aceasta energie poate lua tot 2 l + 1 valori ca si ml.. Deci fiecare stare atomica, pe care am caracterizat-o pana acum prin doua numere cuantice n si l, si care in absenta campului magnetic extern avea o energie Enl ce depinde de n si l, capata, in prezenta campului magnetic extern, o energie magnetica suplimentara, W(ml), care depinde de valoarea numarului cuantic ml. Acest numar este numit numar cuantic magnetic.
De exemplu, in cazul hidrogenului, nivelul cu energia Enl se va scinda in 2l+1 subnivele Zeeman. Un nivel p (l=1) se va scinda in trei subnivele Zeeman. Existenta acestor subnivele provoaca aparitia unor noi linii spectrale, numite linii Zeeman ce corespund tranzitiilor permise intre aceste subnivele. Se poate arata ca tranzitiile spectrale pot apare intre nivele pentru care numerele cuantice verifica urmatoarele relatii:
(4.91)
Relatiile (4.91) sunt numite reguli de selectie, deoarece selectioneaza tranzitiile posibile ale electronilor. Trebuie sa remarcam faptul ca in cadrul modelului simplu prezentat, intervalul de energie ce separa doua subnivele Zeeman este acelasi:
(4.92)
prin urmare, unele tranzitii aparent distincte au aceeasi energie si aceleasi numere cuantice. Ele sunt deci indiscernabile si vor genera aceeasi linie spectrala.
Pornind
tot de la ipotezele enuntate in acest capitol rezulta ca orice
linie spectrala rezultata din tranzitia intre doua nivele
atomice pentru care 
se descompune, in
prezenta unui camp magnetic, in trei linii (figura 4.7).
Fig. 4.7
Asa
cum vom discuta mai detaliat in continuare, faptele experimentale arata
ca exista situatii in care apar mai mult de trei componente in
despicarea Zeeman (pentru 
), sau ca frecventele calculate pentru anumite
tranzitii nu corespund cu cele determinate experimental. Oricum nici
rezultatele experientei Stern - Gerlach si nici despicarea liniilor
spectrale ale atomilor aflati in camp magnetic extern nu pot fi complet
explicate in cadrul teoriei Bohr - Sommerfeld.
