Ефект Зеемана: відмінності між версіями

Завдяки [[Ізотропність простору|ізотропності простору]] енергетичні рівні квантовомеханічної системи зазвичай не залежать від [[магнітне квантове число|магнітного квантового числа]] (на мові фізиків незалежність енергії від квантового числа називають '''виродженням'''). Однак у магнітному полі [[ізотропність]] зникає. Навіть у площині, перпендикулярній до напрямку поля, рух проти годинникової стрілки відрізняється від руху за годинниковою стрілкою, а отже, якщо фізична система, наприклад, [[атом]] чи [[молекула]] мають [[момент кількості руху|орбітальний момент]], то в прикладеному магнітному полі їхня [[енергія]] змінюється залежно від напрямку обертання в системі.

 

 

Оскільки лінії оптичних спектрів пояснюються переходами між енергетичними рівнями, то розщеплення якогось із енергетичних рівнів призводить до відповідного розщеплення ліній оптичних спектрів. Якщо, наприклад, основний стан атома є невиродженим (s-станом), а переходи відбуваються в трикратно вироджений p-стан, то оптична лінія розщепиться на три близькі складові, які віддалятимуться при зростанні магнітного поля.

:: <math> E_{0s} = E_{0s} - 2\mu_B s_z B \,</math>,

 

 

У загальному випадку стану багатоелектронної задачі, із врахуванням спін-орбітальної взаємодії, і коли сумарний спін системи електронів не дорівнює нулю, ситуація складніша. Із міркувань симетрії за відсутності магнітного поля зберігається лише квадрат та одна із компонент [[оператор повного моменту|повного моменту]]