Zeeman efekti, ismini Hollandalı fizikçi Pieter Zeeman'dan alan; tayf çizgilerinin, bir manyetik alan olması durumunda birden fazla bileşene ayrılması efektidir. Zeeman alt katmanlarının arasındaki mesafe bir manyetik alan fonksiyonu olduğundan, bu efekt manyetik alanı ölçmek için kullanılabilir.
Kadmiyum buharının ışığını inceleyen Zeeman, 1896′da, gaz-manyetik alana konduğu zaman tayftaki çizgilerin bölündüğünü gözlemlemiştir. Kuantum teorisine göre atomdaki elektronlar daha düşük enerji düzeylerine geçerken ışık yayınlayarak tayfta görülen çizgileri oluşturur. Manyetik alanın çizgilerde bölünmeye yol açmasının nedeni, daha önce tümünün enerjileri aynı olan elektronların, manyetik alanın etkisiyle yönlerine göre farklı enerjiler kazanmalarıdır. Açısal momentumuyla ilişkili yörünge manyetik momentten dolayı 2(l+1) tane dejenere m bileşeninin yarılması olayına Zeeman olayı denir.
Manyetik bir alan içindeki bir atomun toplam Hamiltonu
H = H 0 + V M {\displaystyle H=H_{0}+V_{M}}
şeklinde yazılabilir. Burada H 0 {\displaystyle H_{0}} etkilenmemiş atom Hamiltonu ve V M {\displaystyle V_{M}} de manyetik alandan dolayı etkilenmedir:
V M = − μ → ⋅ B → , {\displaystyle V_{M}=-{\vec {\mu }}\cdot {\vec {B}},}
diye tanımlanır. Burada μ → {\displaystyle {\vec {\mu }}} atomun manyetik momentidir. Manyetik moment elektronik ve nükleer bileşenler içerir, ancak oldukça küçük olduğu için burada önemsenmeyecektir. Bu durumda;
μ → ≈ − μ B g J → ℏ , {\displaystyle {\vec {\mu }}\approx -{\frac {\mu _{B}g{\vec {J}}}{\hbar }},}
yazılabilir. Burada μ B {\displaystyle \mu _{B}} Bohr manyetiğini, J → {\displaystyle {\vec {J}}} toplam elektronik açısal momentumu ve g {\displaystyle g} Landé Faktörünü tanımlar.
Fizik ile ilgili bu madde taslak seviyesindedir. Madde içeriğini genişleterek Vikipedi'ye katkı sağlayabilirsiniz. |