主要区别 - 正常与异常塞曼效应

塞曼效应是在存在外部磁场的情况下原子光谱谱线的分裂。它是原子的磁动量与外磁场相互作用的结果。塞曼效应可以观察到三种类型，即正常塞曼效应、异常塞曼效应和抗磁塞曼效应。正常塞曼效应和异常塞曼效应的主要区别在于 正常塞曼效应通过将谱线分成三条线而导致三重态的形成，而异常塞曼效应会导致谱线分裂产生不同的分裂模式。

涵盖的关键领域

1.什么是正常塞曼效应 – 定义、解释 2.什么是反常塞曼效应 – 定义、解释 3. 正常塞曼效应和异常塞曼效应有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：吸收光谱、反常塞曼效应、磁场、磁动量、正常塞曼效应、塞曼效应

什么是正常塞曼效应

正常塞曼效应是由于外部磁场和轨道磁动量之间的相互作用导致原子光谱谱线的分裂。它是三种塞曼效应之一。这种效应可以在没有电子自旋的情况下观察到。

当给原子提供能量时，原子获得激发态。该原子的电子可以吸收能量并移动到更高的能级。同样，该原子的所有电子都可以吸收能量并移动到更高的能级。这为我们提供了该原子的吸收光谱。每条谱线表示电子移动通过的能级之间的能量差。正常条件下给出的光谱与原子置于磁场中时给出的光谱不同。由于分裂，它显示出更多的谱线。

对于零自旋状态，可以观察到正常的塞曼效应。在零自旋状态下，电子自旋对角动量没有贡献。正常塞曼效应可以在观测光谱中观察为三重峰，而不是预期光谱中的单个谱线。在那里，单条谱线被分成三条线，它们之间的间距相等。

什么是反常塞曼效应

异常塞曼效应是由磁场、轨道磁矩和本征磁矩之间的相互作用引起的原子光谱谱线的分裂。这种效应可以被观察为谱线的复杂分裂。

在某些原子中，存在复杂的分裂模式而不是三重态。这就是反常塞曼效应。在这里，谱线被分成四线、六线等。有时谱线之间的空间比预期的要宽。这是由于电子自旋的影响而发生的。由于电子的自旋有助于角动量，分裂变得更加复杂。

图 1：不同磁场强度下的塞曼效应

正常和异常塞曼效应之间的差异

定义

正常塞曼效应： 正常塞曼效应是由于外部磁场和轨道磁矩之间的相互作用导致原子光谱谱线的分裂。

异常塞曼效应： 异常塞曼效应是由磁场与组合轨道和固有磁动量之间的相互作用引起的原子谱谱线的分裂。

电子自旋

正常塞曼效应： 在零电子自旋状态下观察到正常塞曼效应。

异常塞曼效应： 在存在电子自旋的情况下观察到异常塞曼效应。

分裂模式

正常塞曼效应： 在正常塞曼效应中，一条谱线被分成三重峰。

异常塞曼效应： 在反常塞曼效应中，一条谱线被分成不同的复杂图案。

磁矩

正常塞曼效应： 由于轨道磁动量的存在，会发生正常塞曼效应。

异常塞曼效应： 由于轨道磁矩和本征磁矩的存在，会发生异常塞曼效应。

结论

塞曼效应现象描述了原子在外部磁场存在下的行为。这种塞曼效应可以在两种类型中观察到，即正常塞曼效应和异常塞曼效应。正常塞曼效应和异常塞曼效应之间的主要区别在于，正常塞曼效应通过将谱线分成三条线导致三重态的形成，而异常塞曼效应导致谱线分裂产生不同的分裂模式。

参考：

1.“氢气中的塞曼效应”。塞曼效应，可在此处获得。 2.“塞曼效应”。维基百科，维基媒体基金会，2017 年 10 月 22 日，可在此处获取。 3. PhysLink.com，Anton Skorucak。 “什么是塞曼效应？” PhysLink.com，可在此处获得。

图片提供：

1. Danski14 的“Breit-rabi-Zeeman” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 3.0）