主要区别——塞曼效应与斯塔克效应

塞曼效应和斯塔克效应是科学家在 1900 年代后期发现的两个化学概念。关于原子的原子光谱，可以观察到塞曼效应和斯塔克效应。原子光谱可以是吸收光谱或发射光谱。当能量被赋予原子时，原子被激发，电子通过吸收这种能量移动到更高的能级。这种吸收给出了吸收光谱。然而，由于更高的能级并不稳定，这些电子会回落到地能级，将吸收的能量以辐射的形式释放出来。这导致发射光谱。塞曼效应和斯塔克效应的主要区别在于 在存在外部磁场的情况下观察到塞曼效应，而在存在外部电场的情况下观察到斯塔克效应。

涵盖的关键领域

1.什么是塞曼效应 – 定义，不同类型 2.什么是斯塔克效应 – 定义，不同类型 3.塞曼效应和斯塔克效应有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：吸收、反常塞曼效应、原子光谱、抗磁塞曼效应、电磁辐射、发射、线性斯塔克效应、磁场、磁矩、法向塞曼效应、二次斯塔克效应、斯塔克效应、塞曼效应

什么是塞曼效应

塞曼效应描述了在强磁场存在下原子谱线的分裂。它以荷兰科学家彼得塞曼的名字命名。这种效应描述了磁场对原子或离子的影响。现在，让我们找出什么是谱线。

原子谱是在原子内能级之间电子跃迁期间发射或吸收的电磁辐射的频率谱。发射导致发射光谱，吸收导致吸收光谱。该光谱是元素的特征属性。光谱由每个发射/吸收的光谱线集合组成。每条谱线代表原子两个能级之间的能量差。彼得塞曼观察到，当原子保持在外部磁场的存在下时，这些谱线会发生分裂。塞曼效应是原子磁矩与外磁场相互作用的结果。

下图显示了氢的原子发射光谱。当能量被赋予原子时，电子可以吸收能量并移动到更高的能级。但是，更高的能级对于原子来说是一种不稳定的状态。因此，电子回到较低的能级释放吸收的能量。这给出了发射谱线。但是当在外加磁场下研究时，我们可以看到三个谱线而不是一个。这就是塞曼效应。

图 1：无磁场和有磁场时氢的发射光谱

塞曼效应的类型

塞曼效应分为三种。它们是正常效应、异常效应和抗磁效应。这 正常塞曼效应 是由与轨道磁矩的相互作用引起的。这 反常塞曼效应 是由结合轨道磁矩和本征磁矩的相互作用引起的。这 抗磁塞曼效应 是由与场感应磁矩的相互作用引起的。

什么是斯塔克效应

斯塔克效应是当辐射原子、离子或分子受到强电场时观察到的谱线分裂。这种效应最早是由德国科学家约翰内斯·斯塔克发现的。效果以他的名字命名。斯塔克效应可能包括谱线的移动和分裂。电场首先使原子极化，然后与产生的偶极矩相互作用。

图 2：氢气中的斯塔克分裂

斯塔克效应的类型

斯塔克效应是由于原子的电矩与外部电场之间的相互作用而产生的。这种效应可以在两种类型中观察到，即线性斯塔克效应和二次斯塔克效应。这 线性斯塔克效应 偶极矩是由自然发生的非对称电荷分布引起的。这 二次斯塔克效应 由外场引起的偶极矩引起。

塞曼效应和斯塔克效应的区别

定义

塞曼效应： 塞曼效应描述了在强磁场存在下原子谱线的分裂。

斯塔克效应： 斯塔克效应是当辐射原子、离子或分子受到强电场时观察到的谱线分裂。

应用领域

塞曼效应： 在外加磁场中可以观察到塞曼效应。

斯塔克效应： 在施加的电场中可以观察到斯塔克效应。

原因

塞曼效应： 塞曼效应是原子磁矩与外磁场相互作用的结果。

斯塔克效应： 斯塔克效应是由于原子的电矩与外部电场之间的相互作用而产生的。

结论

塞曼效应是由荷兰科学家彼得塞曼发现的。斯塔克效应是由德国科学家约翰内斯·斯塔克发现的。塞曼效应和斯塔克效应之间的主要区别在于，塞曼效应是在存在外部磁场的情况下观察到的，而斯塔克效应是在存在外部电场的情况下观察到的。

参考：

1.“塞曼效应”。 Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc.，2011 年 6 月 20 日，可在此处获取。2。 “氢气中的塞曼效应。”塞曼效应，可在此处获得。

图片提供：

来自Commons Wikimedia的“斯塔克分裂”（公共领域）