一、實驗事實1896年，荷蘭物理學家塞曼發(fā)現：若把光源放入磁場中，則一條譜線就會分裂成幾條，且分裂后的譜線成分是偏振的，這種現象稱為塞曼效應。由于歷史的習慣分為正常塞曼效應和反常塞曼效應。1、

塞曼效應光譜的分裂根源于其能級的分裂!一條譜線，在外磁場作用下分裂為三條，且彼此間隔相同，間隔值為L。這與正常Zeeman效應的實驗結果完全一致。2.正常塞曼效應對原子中初末態(tài)自旋均為零的譜線躍遷(單線系的譜線)S1=S2=0,g1

=g2

=1單線系的每一條譜線,在外磁場作用下的分裂：躍遷選擇定則：(ΔJz＝0，00除外)只有電子數目為偶數并形成單態(tài)的原子，才有正常塞曼效應。例1

鎘原子的一條譜線(中發(fā)分裂，問(1)原譜線分為幾條？(2)相鄰譜線的間隔為)在外場多少？(3)是否為正常塞曼效應？(4)畫出相應的能級圖。解：，

，

，

，

，

，分裂出的譜線與原譜線波數差：是正常塞曼效應格羅春圖步驟：計算兩能級的g值；E2能級等間隔的標記在上能級水平線上(M2g2)；E1能級等間隔的標記在下能級水平線上(M1g1)

；兩條水平線上的相同的M值一一對應的躍遷，上下相對的Mg值相減；的躍遷，斜角位置的Mg值相減；把算得的M2g2-M1g1數值列在下一行，這些數值乘以L，就是裂開后每條譜線與原譜線的波數差借助格羅春圖計算波數的改變。210-1-2210-1-210-1-1-1-1000111MM2g2M1g1M2g2-M1g1格羅春圖:1D2——1P1對應九種躍遷，三條譜線ν01D21P1643.nm8無磁場有磁場Cd6438?的正常塞曼效應躍遷圖mjmjg-1-2-1-22

1

02

1

0-1-1101

0Lν03.反常塞曼效應正常塞曼效應，產生于S=0,g=1

的系統，此時不涉及自旋，所以經典理論就可以對它作出解釋。在發(fā)現并解釋了正常塞曼效應的同時，人們觀察到,一般情況下，光譜的分裂數目并不是三個，間隔也不相同。從1897年發(fā)現反常塞曼效應，在長達三十年的時間內，人們一直無法解釋它，直到電子自旋假設提出后，反常塞曼效應才得到合理的解釋。3.反常塞曼效應對于具有雙重或多重結構的光譜線在磁場中的分裂情況躍遷選擇定則：(ΔJz＝0，00除外)例2

討論Na雙線：，在外場中的分裂解：2P1/22S1/2mj

1/2-1/2mj2g21/3-1/3mj1g11-1(

mj2g2-mj1g1

)-2/32/3-4/34/3借助格羅春圖計算波數的改變：分為4條，分裂譜線與原譜線波數差：2P3/22S1/2mj3/2

1/2-1/2-3/2mj2g26/32/3-2/3-6/3mj1g11-1-1/31/3-5/3-3/33/35/3分為6條，分裂譜線與原譜線波數差：3S3P不考慮自旋考慮自旋2S1/22P1/22P3/21/21/3-1/2-1/31/21-1/2-1mjg-1/2-2/3mj3/26/31/22/3-3/2-6/3在磁場中

58965890589658905893Na原子5890埃和5896埃雙線的塞曼效應24/32/3能級間隔右旋圓偏振光右旋橢圓偏振光y

yx

z傳播方向

/2xE某時刻左旋