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第28章 塞曼提出塞曼效应

塞曼(Pieter Zeeman)是荷兰著名的实验物理学家、“塞曼效应”的发现者,1865年5月25日出生于荷兰泽兰省斯科威岛的小村庄宗内迈尔—名路德教教长的家里。

1896年8月,塞曼在用半径为10英寸(1英寸=2.54厘米)的凹形罗兰光栅观察强磁场中钠火焰的光谱时,发现在垂直于磁场方向黄色D线变宽。10月,他在平行于磁场方向同样观察到这种现象,另外,吸收光谱的情况与此类似。尔后塞曼使用了比钠D线更细的由镉产生的深绿谱线,加大了磁场(由几千高斯到几万高斯),提高了探测的精度,证实光谱线不是单纯地增宽,而是如洛伦兹所预言的分裂为两条或三条分线,且各分线是偏振的。这种光源在强磁场中谱线分裂成二、三条偏振化分线的现象,称为“塞曼效应”。

“塞曼效应”是探索原子内部精细结构和各组成部分性质的有用工具。利用它可算出电子的磁矩,可算出原子的角动量从而确定原子的能级。它对泡利不相容原理的提出和电子自旋的发现均起过重大作用。它与量子力学原理完全符合,成为量子力学的重要实验证明。它为研究电子顺磁共振现象和原子核性质(核能态、核磁矩等)提供了一种有效的手段。“塞曼效应”还可用来测量等离子体的磁场,并可将它与用磁探针法测得的结果相比较。在天文学中,应用它来测量太阳和其他恒星表面的磁场。

为表彰塞曼和他的老师——经典电子论的创立者——洛伦兹在研究磁场对光的效应领域所做出的卓越贡献,瑞典皇家科学院给他们颁发了1902年诺贝尔物理学奖。

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