افتح القائمة الرئيسية

تغييرات

تم إضافة 7٬030 بايت ، ‏ قبل سنتين
إضافة بتصرّف من مقالة مفعول زيمان للمستخدم:Latifahphysics؛ للمزيد انظر تاريخ التحويلة.
 
الانشقاق الذي يحدث لخطوط الطيف يكون صغيرا جدا ويحتاج إلى [[مطياف]] دقيق يكون [[تباين (توضيح)| تباينه ]] أدق من 10<sup>−4</sup> لمشاهدته.
 
== التعبير النظري ==
 
مجموع هاميلتونيان للذرة في [[مجال مغناطيسي]]
 
:<math>H = H_0 + V_M,\ </math>
 
حيث <math>H_0</math>رابطة هاملتون في الذرة و <math>V_M</math> الاضطراب [[المجال المغناطيسي]]
 
:<math>V_M = -\vec{\mu} \cdot \vec{B},</math>
 
<math>\vec{\mu}</math>المغناطيس اللحظي لل[[ذرة]] , يتكون من جزء الكتروني وجزء نووي , وبشكل عام هذا الرمز يرمز لعدة [[مجال مغناطيسي|مجالات مغناطيسية]] صغيرة , مثل <br />
:<math>\vec{\mu} = -\mu_B g \vec{J}/\hbar,</math>
 
<math>\mu_B</math> مغناطيس بور و j [[الزخم]] الكلي (مجموع اللف المداري Lواللف المغزلي S ) و <math>g</math> [[معامل لاندي]] , تعطى نسبة الجيرومغناطيسية :<math>\vec{\mu} = -\mu_B (g_l \vec{L} + g_s \vec{S})/\hbar,</math>
 
حيث <math>g_l = 1</math> و <math>g_s \approx 2.0023192</math>
 
وفي حالة L-S مرتبطان:
 
:<math>g \vec{J} = \left\langle\sum_i (g_l \vec{l_i} + g_s \vec{s_i})\right\rangle = \left\langle (g_l\vec{L} + g_s \vec{S})\right\rangle,</math>
 
إذا كان شرط التفاعل V<sub>M</sub>صغير يتم التعامل مع المفعول على أنه مفعول زيمان العادي , ولكن في [[مفعول باشن باك]] V<sub>M</sub> تكون قيمة الاضطراب كبيرة بشكل ملحوظ (لكن H<sub>0</sub> تبقى صغيرة كما هي ) في المجالات المغناطيسية القوية ترتفع قيمة H0وتخرج الذرة من نطاقها المألوف ويظهر أثر مستويات لانداو.
 
== المجال الضعيف (أثر زيمان) ==
 
تفاعل اللف المغزلي- المداري داخل الذرة أكبر من تأثير [[المجال المغناطيسي]] الخارجي , يحسب متوسط إسقاط متجه اللف المغزلي على [[الزخم الزاوي]] الكليJ
 
:<math>\vec S_{avg} = \frac{(\vec S \cdot \vec J)}{J^2} \vec J</math>
 
ومتوسط [[متجه]] اللف المداري
 
:<math>\vec L_{avg} = \frac{(\vec L \cdot \vec J)}{J^2} \vec J.</math>
 
بالتالي
 
:<math>\langle V_M \rangle = \frac{\mu_B}{\hbar} \vec J(g_L\frac{\vec L \cdot \vec J}{J^2} + g_S\frac{\vec S \cdot \vec J}{J^2}) \cdot \vec B.</math>
<br />
وباستخدام <math>\scriptstyle \vec L = \vec J - \vec S</math> وتربيع الطرفين
 
:<math>\vec S \cdot \vec J = \frac{1}{2}(J^2 + S^2 - L^2) = \frac{\hbar^2}{2}[j(j+1) - l(l+1) + s(s+1)],</math>
<br />
وباستخدام <math>\scriptstyle \vec S = \vec J - \vec L</math> وتربيع الطرفين
 
:<math>\vec L \cdot \vec J = \frac{1}{2}(J^2 - S^2 + L^2) = \frac{\hbar^2}{2}[j(j+1) + l(l+1) - s(s+1)].</math>
 
و[[الجمع]] ووضع <math>\scriptstyle J_z = \hbar m_j</math> نحصل على [[الطاقة]] المغناطيسية المحتملة للذرة عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي :
 
:<math>V_M = \mu_B B m_j \left[ g_L\frac{j(j+1) + l(l+1) - s(s+1)}{2j(j+1)} + g_S\frac{j(j+1) - l(l+1) + s(s+1)}{2j(j+1)} \right],</math>
<br />
الكمية بين قوسين هي [[معامل لاندي|متجه لاندي]] للذرة (<math>g_L = 1</math> و <math>\scriptstyle g_S \approx 2</math> ))
m<sub>j</sub> المركبة باتجاه Z الزخم الزاوي الكلي ويكون [[الإلكترون]] المفرد في المدار s = 1 / 2 .
 
'''مثال : انتقال ليمان – الفا في الهيدروجين'''
 
[[ملف:Zeeman p s doublet.svg|thumb]]
الانتقالات الممكنة
 
:<math>2P_{1/2} \to 1S_{1/2}</math> and <math>2P_{3/2} \to 1S_{1/2}.</math>
<br />
في [[المجال المغناطيسي]] الضعيف ينقسم 1S1/2 و 2P1/2إلى مستويين (mj = 1 / 2, − 1 / 2)
والمستوى 2P3/2ينقسم إلى أربع مستويات (mj = 3 / 2,1 / 2, − 1 / 2, − 3 / 2), [[معامل لاندي|متجه لاندي]] للمستويات الثلاثة
هو :
 
gJ = 2 for 1S1 / 2 (j=1/2, l=0)
<br />
gJ = 2 / 3 for 2P1 / 2 (j=1/2, l=1)
<br />
gJ = 4 / 3 for 2P3 / 2 (j=3/2, l=1).
<br />
ملاحظة : [[طاقة]] تقسيم المستويات تختلف من مستوى لآخر وذلك لاختلاف قيمة [[معامل لاندي]]
 
== المجال القوي (مفعول باشن باك ) ==
 
عندما اضطراب المجال [[المغناطيسي]] يتجاوز بشكل ملحوظ تفاعل اللف المداري – المغزلي نفرض أن H<sub>0</sub>,S] = 0] فيسمح هذا الفرض توقع قيمة L<sub>z</sub> و Szبسهولة ممايسمح بتقييم مستوى <math>|A\rangle </math>:
:<math> \langle A| \left( H_{0} + \frac{B_{z}\mu_B}{\hbar}(L_{z}+g_{s}S_z) \right) |A \rangle = E_{0} + B_z\mu_B (m_l + g_{s}m_s).</math>
<br />
نجد من الصيغة أن اقتران اللف المداري والمغزلي ليس له أثر يذكر مقارنة بأثر [[المجال المغناطيسي]]
ml و msأعداد كمية جيدة مع قاعدة الانتقاء لتحولات [[ثنائي القطب]]الكهربي
 
<math>\Delta s = 0, \Delta m_s = 0, \Delta l = \pm 1, \Delta m_l = 0, \pm 1</math>
<br />
ويمكن حساب طاقة المستويات الإلكترونية من <math>\Delta E = B \mu_B \Delta m_l</math>
 
== أنظر أيضا ً ==
*[[تجربة شتيرن-غيرلاخ]]
 
== المراجع ==
{{شريط بوابات|علم الفلك|فيزياء}}
{{مراجع}}
* {{مرجع كتاب| الأول = E. U. | الأخير = Condon | المؤلفين المشاركين = G. H. Shortley | العنوان = The Theory of Atomic Spectra | الناشر = Cambridge University Press | سنة = 1935 | الرقم المعياري = 0-521-09209-4}} ''(Chapter 16 provides a comprehensive treatment, as of 1935.)''
* {{Cite journal| first = P. | last = Zeeman | title = On the influence of Magnetism on the Nature of the Light emitted by a Substance | journal = Phil. Mag. | volume = 43| pages = 226 | year = 1897}}
* {{Cite journal| first = P. | last = Zeeman | title = Doubles and triplets in the spectrum produced by external magnetic forces | journal = Phil. Mag. | volume = 44| pages = 55 | year = 1897}}
<br />
حديثة
* {{Cite journal| first = Paul | last = Forman | title = [[Alfred Landé]] and the anomalous Zeeman Effect, 1919-1921 | journal = Historical Studies in the Physical Sciences | volume = 2 | year = 1970 | pages = 153–261}}
* {{مرجع كتاب| الأول = David J. | الأخير = Griffiths | العنوان = Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.) | الناشر = Prentice Hall | سنة = 2004 | الرقم المعياري = 0-13-805326-X}}
* {{مرجع كتاب| المؤلف=[[Liboff, Richard L.]] | العنوان=Introductory Quantum Mechanics | الناشر=Addison-Wesley | سنة=2002 | الرقم المعياري=0-8053-8714-5}}
* {{مرجع كتاب| المؤلف=[[Sobelman, Igor I.]] | العنوان=Theory of Atomic Spectra | الناشر=Alpha Science | سنة=2006 | الرقم المعياري=1-84265-203-6}}
 
{{تصنيف كومنز|Zeeman effect}}
{{شريط بوابات|علم الفلك|فيزياء}}
 
[[تصنيف:أساسيات فيزياء الكم]]