zeemaneffekt

Zeemaneffekten beskriver i kvantefysikk den virkningen som et magnetfelt har på stråling som emitteres eller absorberes av atomer. Effekten benyttes blant annet innen medisinsk teknologi til avbildning via magnetisk resonans.

Faktaboks

uttale
zˈe:-

Beskrivelse

Energinivåer og spektrallinjer

Elektronene i atomer befinner seg i følge kvantefysikken i bestemte energinivåer. Når elektroner flytter seg mellom disse nivåene, for eksempel på grunn av høy termisk energi slik som i en gass, vil stråling emitteres eller absorberes. Slik stråling kalles for spektrallinjer som for et gitt atom har en karakteristisk verdi.

Hver enkelt spektrallinje i lyset fra en gass kan, når gassen utsettes for et magnetfelt, vise en oppsplitting i flere linjer med samme innbyrdes avstand og symmetrisk fordelt omkring den opprinnelige linjen. Dette fenomenet kalles for Zeemaneffekten.

Vekselvirkning mellom magnetisk felt og elektroner

Zeemaneffekten skyldes vekselvirkning mellom det magnetiske momentet som elektronene i atomene omgir seg med og det påtrykte magnetfeltet. Et elektron i et atom kan bare innstille seg med sin dreieimpuls og sitt elektronspinn på bestemte måter (i bestemte kvantetilstander) i forhold til det ytre feltet. Hver slik tilstand svarer til litt forskjellig energi.

Lys sendes ut når elektronene går fra et energinivå i atomet til et annet. Hvis elektronet da samtidig innstiller seg på en annen måte i forhold til magnetfeltet, blir frekvensen av det utsendte lyset litt forskjellig fra det den ville vært om magnetfeltet ikke hadde vært der.

Historikk

Effekten ble oppdaget i 1896 av fysikeren Pieter Zeeman. Zeeman og fysikeren Hendrik Antoon Lorentz forsøkte å forklare effekten ut fra klassiske forestillinger om atomet. Etter deres teori skulle man alltid forvente en oppsplitting av spektrallinjene som var avhengig av elektronenes dreieimpuls såkalt normal zeemaneffekt. I de fleste tilfeller får derimot man oppsplitting i flere linjer enn det, såkalt anomal zeemaneffekt.

Denne kan bare forklares i sammenheng med en kvantemekanisk beskrivelse av atomet, nærmere bestemt at elektroner har en kvantemekanisk egenskap kalt spinn. Undersøkelser av zeemaneffekten, det vil si av antall linjer, deres intensitet, avstanden mellom dem og lysets polarisasjonsretning i forhold til magnetfeltets retning, har gitt viktige opplysninger om atomenes struktur.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg