efecto zeeman
El efecto Zeeman ( / z eɪ m ən / ; pronunciación holandesa: [ˈzeːmɑn] ) es el efecto de dividir una línea espectral en varios componentes en presencia de un campo magnético estático . Lleva el nombre del físico holandés Pieter Zeeman , quien lo descubrió en 1896 y recibió un premio Nobel por este descubrimiento. Es análogo al efecto Stark , la división de una línea espectral en varios componentes en presencia de un campo eléctrico .. También similar al efecto Stark, las transiciones entre diferentes componentes tienen, en general, diferentes intensidades, y algunas están totalmente prohibidas (en la aproximación dipolar ), según lo rigen las reglas de selección .
Dado que la distancia entre los subniveles de Zeeman es una función de la intensidad del campo magnético, este efecto se puede utilizar para medir la intensidad del campo magnético, por ejemplo, el del Sol y otras estrellas o en plasmas de laboratorio . El efecto Zeeman es muy importante en aplicaciones como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear , la espectroscopia de resonancia de espín de electrones , la formación de imágenes por resonancia magnética (IRM) y la espectroscopia de Mössbauer . También se puede utilizar para mejorar la precisión en la espectroscopia de absorción atómica . Una teoría sobre el sentido magnético de las aves supone que una proteína en la retina cambia debido al efecto Zeeman.[1]
Históricamente, se distingue entre el efecto Zeeman normal y anómalo (descubierto por Thomas Preston en Dublín, Irlanda [2] ). El efecto anómalo aparece en las transiciones donde el giro neto de los electrones es distinto de cero. Se llamó "anómalo" porque aún no se había descubierto el espín del electrón, por lo que no había una buena explicación para ello en el momento en que Zeeman observó el efecto. Wolfgang Pauli recuerda que cuando un colega le preguntó por qué se ve infeliz, respondió: "¿Cómo puede uno parecer feliz cuando piensa en el efecto Zeeman anómalo?". [3]
A mayor intensidad de campo magnético, el efecto deja de ser lineal. A intensidades de campo aún mayores, comparables a la intensidad del campo interno del átomo, el acoplamiento de electrones se altera y las líneas espectrales se reorganizan. Esto se llama el efecto Paschen-Back .
En la literatura científica moderna, estos términos rara vez se usan, con una tendencia a usar solo el "efecto Zeeman".
donde es el hamiltoniano no perturbado del átomo, y es la perturbación debida al campo magnético:
