在磁場非常強的情況下,反常塞曼效應會重新表現為正常塞曼效應,也就是說,譜線的多重分裂會重新表現為三重分裂,這是帕邢和巴克分別於1912和1913年發現的,故名帕邢-巴克效應。
基本介紹
- 中文名:帕邢-巴克效應
- 外文名:Paschen-Back effect
- 發現者:帕邢和巴克
- 發現時間:1912和1913
- 相關:塞曼效應
- 領域:物理學
原理,條件,
原理
當外磁場強度大於幾千高斯時,外磁場的作用超過電子軌道(L)和自旋(S)之間的耦合作用。這時,L和S之間的相互作用可以忽略。在這種情況下,能級分裂的近似表達式可以寫作:![帕邢-巴克效應 帕邢-巴克效應](/img/5/b43/nBnauUWMjVzNxkzY2gzNhhzYxQ2N1cDZyITM1UGNwMTYwcTO0MTM0YWMjZ2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![帕邢-巴克效應 帕邢-巴克效應](/img/5/b43/nBnauUWMjVzNxkzY2gzNhhzYxQ2N1cDZyITM1UGNwMTYwcTO0MTM0YWMjZ2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
式中量子數
和
分別為
和
在外磁場
方向的投影,
為電子電荷,
為普朗克常數,
為外磁場強度,
為電子質量,
為光速。根據選擇定則,![](/img/4/02c/58c56580dc0c1fe776dde62013a0.jpg)
和
。因此,相應的頻率分裂為![帕邢-巴克效應 帕邢-巴克效應](/img/b/52c/nBnauUmYhBTM1YWO5gjY3Q2Y2U2N2czNhRWY0ImM3kDOxIWY0ITOwYTMxQ2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
![](/img/f/34f/c82f7228bafc43e058dca69bd1b8.jpg)
![](/img/6/c52/d644c9ccc832c15fc717327c7961.jpg)
![](/img/4/9df/6d562a046904ce464b945fe994a4.jpg)
![](/img/c/717/cfb8d17836209179a506612577c6.jpg)
![](/img/6/f98/19f0e6a02481f9f5c65369ee6cae.jpg)
![](/img/f/7b1/5f7cab9bad1f8a170c72ae8c8c1d.jpg)
![](/img/e/a7f/a32866c97f40091ce8c8c56641dd.jpg)
![](/img/8/7fd/416a96f5adcadda9e7d1f7e750d3.jpg)
![](/img/9/4ad/3cda1d1a6d64dfbfad458c66789e.jpg)
![](/img/2/01f/b81a5b08d7abc31b5fe1fc6c440b.jpg)
![](/img/4/02c/58c56580dc0c1fe776dde62013a0.jpg)
![](/img/c/0bb/b9c8fc812245731143dfb2ec0e17.jpg)
![](/img/9/9f6/7d970172eb53e072deedbb11ae94.jpg)
![帕邢-巴克效應 帕邢-巴克效應](/img/b/52c/nBnauUmYhBTM1YWO5gjY3Q2Y2U2N2czNhRWY0ImM3kDOxIWY0ITOwYTMxQ2LtVGdp9yYpB3LltWahJ2Lt92YuUHZpFmYuMmczdWbp9yL6MHc0RHa.jpg)
但在很強磁場的情況下,譜線的分裂狀況又回到正常塞曼效應的情況。帕邢- 巴克效應還只是在實驗室中才能觀測到。
條件
只有當外磁場的強度比較弱,不足以破壞自旋-軌道耦合時才會出現反常塞曼效應,這時自旋角動量和軌道角動量分別圍繞總角動量作快速進動,總角動量繞外磁場作慢速進動。當磁場很強時,自旋角動量和軌道角動量不再合成總角動量,而是分別圍繞外磁場進動。這時反常塞曼效應被帕邢-巴克效應所取代,其效果是恢復到正常塞曼效應,即譜線分裂成3條,相互之間間隔一個洛倫茲單位。這裡磁場的“強”與“弱”是相對的,例如3T的磁場對於鈉589.6nm和589.0nm的雙重線是弱磁場,不會引起帕邢-巴克效應,但對於鋰的670.785nm和670.800nm的雙重線是強磁場,足夠觀察到帕邢-巴克效應。
![](/img/d/918/cde0066b73fb9eef5470004bfac9.jpg)
![](/img/4/323/891a03cefa83875f7f0b306f8fd7.jpg)