主な違い – 通常と異常なゼーマン効果
ゼーマン効果は、外部磁場の存在下で原子スペクトルのスペクトル線が分裂することです。これは、原子の磁気運動量と外部磁場との相互作用の結果です。ゼーマン効果には、通常のゼーマン効果、異常ゼーマン効果、反磁性ゼーマン効果の 3 種類があります。通常のゼーマン効果と異常なゼーマン効果の主な違いは、通常のゼーマン効果ではスペクトル線が 3 本の線に分割されてトリプレットが形成されるのに対し、異常なゼーマン効果ではスペクトル線の分割とは異なる分割パターンが生じることです。>
対象となる主な分野
1.通常のゼーマン効果とは
– 定義、説明
2.異常ゼーマン効果とは
– 定義、説明
<強い>3.通常ゼーマン効果と異常ゼーマン効果の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:吸収スペクトル、異常ゼーマン効果、磁場、磁気運動量、通常のゼーマン効果、ゼーマン効果
通常のゼーマン効果とは
通常のゼーマン効果は、外部磁場と軌道磁気運動量の間の相互作用による原子スペクトルのスペクトル線の分割です。 3 種類のゼーマン効果の 1 つです。この効果は、電子スピンがない場合に観察できます。
原子にエネルギーが与えられると、原子は励起状態になります。その原子の電子はエネルギーを吸収し、より高いエネルギー準位に移動できます。同様に、その原子のすべての電子はエネルギーを吸収し、より高いエネルギー準位に移動できます。これにより、その原子の吸収スペクトルが得られます。各スペクトル線は、電子が移動したエネルギー準位間のエネルギー差を示します。通常の状態で得られるスペクトルは、原子が磁場に置かれたときに得られるスペクトルとは異なります。分割により、より多くのスペクトル線が表示されます。
通常のゼーマン効果は、スピンがゼロの状態で観察できます。ゼロスピン状態では、電子スピンは角運動量に寄与しません。通常のゼーマン効果は、予想されるスペクトル内の単一のスペクトル線ではなく、観察されるスペクトル内のトリプレットとして観察できます。そこでは、1 本のスペクトル線が等間隔で 3 本の線に分割されています。
異常ゼーマン効果とは
異常なゼーマン効果は、軌道と固有の磁気モーメントの組み合わせである磁場との相互作用によって引き起こされる原子スペクトルのスペクトル線の分割です。この効果は、スペクトル線の複雑な分割として観察できます。
一部の原子では、トリプレット形成ではなく、複雑な分裂パターンがあります。これが異常ゼーマン効果です。ここでは、スペクトル線が 4 本、6 本などに分割されています。スペクトル線の間のスペースが予想よりも広い場合があります。これは、電子スピンの影響で起こります。電子のスピンが角運動量に寄与するため、分裂はより複雑になります。
図 1:さまざまな磁場強度でのゼーマン効果
さらに、適用された磁場は、スペクトル線の分割パターンに影響を与えます。弱い場では、分裂は通常のゼーマン効果に非常に似ています。しかし、磁場が増加すると、分裂パターンも変化します。
通常ゼーマン効果と異常ゼーマン効果の違い
定義
通常のゼーマン効果: 通常のゼーマン効果は、外部磁場と軌道磁気モーメントの間の相互作用による原子スペクトルのスペクトル線の分割です。
異常なゼーマン効果: 異常ゼーマン効果は、磁場と、結合された軌道および固有の磁気運動量との間の相互作用によって引き起こされる、原子スペクトルのスペクトル線の分割です。
電子スピン
通常のゼーマン効果: 通常のゼーマン効果は、ゼロ電子スピン状態で観測されます。
異常なゼーマン効果: 異常なゼーマン効果は、電子スピンの存在下で観察されます。
分割パターン
通常のゼーマン効果: 通常のゼーマン効果では、1 つのスペクトル線が 3 つに分割されます。
異常なゼーマン効果: 異常なゼーマン効果では、1 つのスペクトル線がさまざまな複雑なパターンに分割されます。
磁気モーメント
通常のゼーマン効果: 通常のゼーマン効果は、軌道磁気運動量の存在により発生します。
異常なゼーマン効果: 異常なゼーマン効果は、軌道磁気モーメントと固有磁気モーメントの両方が存在するために発生します。
結論
ゼーマン効果の現象は、外部磁場の存在下での原子の挙動を表しています。このゼーマン効果には、通常のゼーマン効果と異常なゼーマン効果の 2 種類があります。通常のゼーマン効果と異常なゼーマン効果の主な違いは、通常のゼーマン効果ではスペクトル線が 3 本の線に分割されてトリプレットが形成されるのに対し、異常なゼーマン効果ではスペクトル線の分割とは異なる分割パターンが生じることです。
