Zeeman-Effekt

Zee|man|ef|fekt auch: Zee|man-Ef|fekt 〈[ze:-] m. 1; unz.〉 die Erscheinung, dass sich eine Spektrallinie unter Einwirkung eines starken magnetischen Feldes in mehrere Einzellinien aufspaltet [nach dem niederländ. Physiker P. Zeeman, 1865-1943]

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Zee|man-Ef|fekt ['se:man-; nach dem niederl. Physiker (1865–1943)]: Bez. für die Erscheinung, dass Spektrallinien eine Aufspaltung in mehrere Einzellinien erfahren, wenn die emittierenden oder absorbierenden Atome u. Moleküle einem starken äußeren Magnetfeld ausgesetzt sind (magnetooptischer Effekt).

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Zeeman-Effekt

 

['zeː-], von H. A. Lorentz 1895 aufgrund seiner Elektronentheorie vermuteter und ein Jahr später von seinem Mitarbeiter P. Zeeman nachgewiesener Effekt, der darin besteht, dass sich Energieniveaus (Terme) der Elektronenhüllen und der Kerne (Kern-Zeeman-Effekt) von Atomen und Molekülen in einem äußeren statischen homogenen Magnetfeld (und demzufolge auch die Spektrallinien der entsprechenden Übergänge) in mehrere Komponenten aufspalten. Die Termaufspaltung (Aufspaltung) ist wie beim Stark-Effekt eine Folge der Störung der Symmetrie des ungestörten Systems in dem betreffenden Zustand und damit der Aufhebung von dessen Energieentartung bezüglich der magnetischen Quantenzahl M des Gesamtdrehimpulses J durch das äußere Feld. Ein Term mit der Gesamtdrehimpuls-Quantenzahl J spaltet sich dabei in 2J + 1 äquidistante Komponenten auf (Zeeman-Terme). Die Zahl der möglichen Übergänge zwischen Komponenten zweier Terme wird durch Auswahlregeln eingeschränkt (ΔM = 0 oder ±1).

 

Bei Übergängen zwischen Term-Singuletts spaltet eine Spektrallinie durch den Zeeman-Effekt bei Beobachtung in Richtung des Magnetfelds (longitudinaler Zeeman-Effekt) in zwei entgegengesetzt zirkular polarisierte Linien auf, bei Beobachtung senkrecht dazu (transversaler Zeeman-Effekt) in drei Linien, von denen die mittlere (unverschobene) in Feldrichtung, die äußeren senkrecht dazu linear polarisiert sind (normaler Zeeman-Effekt). Übergänge zwischen Term-Multipletts zeigen in schwachen und mittleren Magnetfeldern eine komplizierte Aufspaltung in viele Linien (anomaler Zeeman-Effekt). In sehr starken Feldern, in denen die magnetischen Momente der Spins und der Bahndrehimpulse entkoppelt werden, nähert sich die Aufspaltung der Multipletts asymptotisch dem einfachen Bild des normalen Zeeman-Effekts (Paschen-Back-Effekt). Die Quantenmechanik erklärt den Zeeman-Effekt mit der Richtungsquantelung der Drehimpulse in äußeren Magnetfeldern. (Elektronenspinresonanz)