2015年4月30日 星期四

塞曼效應的前因後果

<塞曼生平>
        生於荷蘭的西蘭宗納邁勒(西元1865,5,25-1943,10,9),為荷蘭物理學家。畢業於來登大學並成為該校講師。1896年在光譜學上著名的賽曼校應的發現為他帶來了許多國際榮譽。1902年與洛仁茲同得諾貝爾物理學獎。1900年擔任阿姆斯特丹大學物理學教授,1908年成為該物理研究所所長。他在振動介質中對光的傳播作了精密的實驗。並出版磁光學方面著作。包括《磁光學現象的測量》、《次原子微粒的實驗研究》、《磁光研究》..........等等。1945年卒於阿姆斯特丹。
<簡述塞曼效應> 
        光的輻射源放在均勻慈場中時,從輻射源中發出的一條光譜線常分裂成許多條。特殊情況下,譜線會產生位移而不分裂。磁場對光譜線的這種影響,稱作塞曼效應。1897年時,塞曼進一步根據圓偏振光的旋光方向,判斷產生輻射的「離子」帶的是負電。
        而洛仁茲的電子理論預測並完整地解釋了所謂『正常塞曼效應』。因此,兩人同獲1902年諾貝爾物理學獎。
<塞曼效應前後之論文或實驗>
1845年法拉第:將平面偏振光通過強磁場作用下的玻璃,發現光的偏振面發生旋轉後來進一步確定這是許多物質具有的普通性質。
1875年克爾電光效應:克爾發現玻璃片在強電場下對光有雙折射的作用。
1876年克爾磁光效應:平面偏振光垂直射在電磁鐵的磨光電極上時,反射得到的光變為橢圓偏振光。
1897年美國的邁克爾遜:用他自己發明的干涉儀觀察到光譜線在磁場中分裂為二重線。後來邁克爾遜又發明了分辨更高的階梯光柵(在1899年),獲得了更為精細的結果。
1898年英國人普列斯頓緊接著對塞曼效應做了深入的研究工作。他 發表的論文中詳細說明了各種磁致分裂圖像,並且指 出洛侖茲理論不能完全解釋塞曼效應。又進一步對一 些元素的塞曼圖像進行比較。而得出『普列斯頓定 律:同一類型的譜系,塞曼圖像具有同樣的特徵。』這條定律對光譜分析有重要意義,因為由此可以判定譜線的歸屬。
1907年德國人龍格發表論文:龍格列舉了大量數據,說明磁致分裂 之間存在某種共同的規律。
1912年帕邢-拜克效應:帕邢和拜克發現在極強磁場中,反常塞曼效應又表現為三重分裂,稱之。
1921年德國杜賓根大學教授朗德發表題為:『論反常塞曼效應』的論文,他引進一因子「g」代表原子能級在磁場作用下的能量改變比值,這一因子只與能級的量子數有關。
1925年烏倫貝克與哥德斯密特『為了解釋塞曼效應和複雜譜線』提出了電子自旋的概念。
1926年海森堡和約旦引進自旋「s」,從量子力學對反常塞曼效應作出了正確的計算。
  由此可見,反常塞曼效應的研究推動了量子理論的發展。

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