Het Zeemaneffect

Het Zeemaneffect
1896 : P. Zeeman opsplitsing van spectraallijnen in een
magnetisch veld
Verklaring : atoom heeft magnetisch moment ten gevolge
van L (normaal Zeemaneffect)
L  BL

e 
 B  2m 
e 

Maar ook anomaal Zeemaneffect !
Verklaring : atoom heeft ook magnetisch moment ten
gevolge van S (Goudsmit en Uhlenbeck hypothese 1925)
S  2BS
Basis van spectroscopische technieken : EPR, NMR
Vectormodel v/h atoom
JLS


 L  2S
B
 eff    e Je J 
J
J
2
J  B
J
2
L  3L  S  2 S
B
J
2
2
2
2

3J L S
J L S 
 J   g J
 B
J  B  1 
B J
2
2


2J
2J


2
2
2
L  2S  L  S J  
2
2
J
Kwantummechanisch
J  J  1  L L  1  S S  1
gJ  1 
2J  J  1
Extra term in de Hamiltoniaan als B van 0 verschilt :
ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
H



B


g
J
Zeeman
B J  B  BgJBJz
Energiecorrectie :
ˆ
LSJMJ H
Zeeman LSJMJ  B gJBMJ
Effect op spectrum : voorbeeld
Selectieregels voor magnetische-dipoolovergangen :
L  0, 1
S  0
J  0, 1
MJ  0   , 1  
Bijvoorbeeld :
gJ
gJ


2
2
2
S1 2  2 P3 2


4 3

S1 2  2
P3 2

 BB
 BB
2  B
 2 3 BB
 2 3 BB
2  B
B
hn
2/3 BB
B0
B0
B
Practicum : Hg0 3S13P2
l = 546.1 nm
Experimentele opstelling
(1) Kleinbeeldcamera
(2) Optische bank
(3) Fabry Pérot
(4) Matglas
(5) Interferentiefilter
(6) Telescoop
(7) Kwiklamp
(8) Elektromagneet
(9) Voeding lamp
(10) Voeding magneet
Het Fabry-Pérot etalon
Concentrische ringen :
2dcos n  nl
 n2 
2d  1    nl
2

 n
1
l 
4f 2 n2  8f 2  1 
n
 2d 
l 
Dn2  8f 2  1 
n
 2d 
“breedte” of “scherpte” van de
ringen (~ scheidend
vermogen) wordt bepaald door
aantal bundels dat interfereert,
of door reflectiecoëfficiënt van
de spiegels
Eén ringenpatroon
l 
Dn2  8f 2  1 
n
2d


l
D2j  8f 2  1 
p  j  1 
 2d

met j = “ringnummer” en p orde v/d eerste ring
In het centrum van het ringenpatroon geldt :
2d   p    l *
met  “breukdelige rest”
l
0  8f 2  1 
p  j  1 
 2d

l
1
p  j  1
2d
p  j  1*
1
p
j  1 
Twee ringenpatronen : l
Wie, wanneer, waar ?
Waar : aan de studenteningang S1
Wanneer Wie
14/03
Verstichel, Rampelberg,Vanpoucke,
Kuyken, Wauters, Thyssen, Verschueren
16/03
Boydens, De Cruz, Dierynck, Dubernard,
Feusels, Hulstaert
20/04
Joosten, Meersschaut, Seys,
Vandersickel, Vanelderen, Vanhoucke