Unterschied zwischen normalem und anomalem Zeeman-Effekt

Hauptunterschied - Normal vs. Anomalous Zeeman Effect

Zeeman-Effekt ist das Aufteilen von Spektrallinien eines Atomspektrums in Gegenwart eines äußeren Magnetfelds. Es ist das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Impuls des Atoms und dem äußeren Magnetfeld. Der Zeeman-Effekt kann in drei Arten als normaler Zeeman-Effekt, anomaler Zeeman-Effekt und diamagnetischer Zeeman-Effekt beobachtet werden. Der Hauptunterschied zwischen normalem und anomalem Zeeman-Effekt ist der Ein normaler Zeeman-Effekt führt zur Bildung von Tripletts durch Aufteilen einer Spektrallinie in drei Linien, während ein anomaler Zeeman-Effekt zu unterschiedlichen Aufteilungsmustern führt, die sich aus der Aufteilung von Spektrallinien ergeben.

Wichtige Bereiche

1. Was ist normaler Zeeman-Effekt?
      - Definition, Erklärung
2. Was ist ein anomaler Zeeman-Effekt?
      - Definition, Erklärung
3. Was ist der Unterschied zwischen normalem und anomalem Zeeman-Effekt?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Absorptionsspektrum, Anomaler Zeeman-Effekt, Magnetfeld, Magnetisches Momentum, Normaler Zeeman-Effekt, Zeeman-Effekt

Was ist normaler Zeeman-Effekt?

Normaler Zeeman-Effekt ist die Aufspaltung von Spektrallinien eines Atomspektrums aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem äußeren Magnetfeld und dem magnetischen Orbitalmoment. Es ist eine von drei Arten von Zeeman-Effekten. Dieser Effekt kann in Abwesenheit von Elektronenspins beobachtet werden.

Wenn einem Atom Energie zugeführt wird, erhält das Atom einen angeregten Zustand. Die Elektronen dieses Atoms können Energie absorbieren und sich auf ein höheres Energieniveau bewegen. Ebenso können alle Elektronen dieses Atoms Energie absorbieren und sich auf höhere Energieniveaus bewegen. Dies gibt uns das Absorptionsspektrum dieses Atoms. Jede Spektrallinie gibt die Energiedifferenz zwischen den Energieniveaus an, durch die sich das Elektron bewegt hat. Das unter normalen Bedingungen angegebene Spektrum unterscheidet sich von dem Spektrum, das angegeben wird, wenn das Atom in einem Magnetfeld angeordnet ist. Es zeigt mehr Spektrallinien aufgrund der Spaltung.

Der normale Zeeman-Effekt kann für Null-Spin-Zustände beobachtet werden. Im Null-Spin-Zustand trägt der Elektronenspin nicht zum Drehimpuls bei. Der normale Zeeman-Effekt kann als Triplett im beobachteten Spektrum anstelle einer einzelnen Spektrallinie im erwarteten Spektrum beobachtet werden. Dort wurde die einzelne Spektrallinie in drei Zeilen mit gleichen Abständen aufgeteilt.

Was ist ein anomaler Zeeman-Effekt?

Anomaler Zeeman-Effekt ist die Aufspaltung von Spektrallinien eines Atomspektrums, die durch die Wechselwirkung zwischen Magnetfeld, dem kombinierten Orbital und dem intrinsischen magnetischen Moment verursacht wird. Dieser Effekt kann als komplexe Aufspaltung von Spektrallinien beobachtet werden.

In einigen Atomen gibt es eher komplexe Aufteilungsmuster als Triplettformationen. Dies ist der anomale Zeeman-Effekt. Hier sind die Spektrallinien in vier Zeilen, sechs Zeilen usw. aufgeteilt. Manchmal sind die Abstände zwischen den Spektrallinien breiter als erwartet. Dies geschieht aufgrund der Effekte des Elektronenspins. Da der Spin der Elektronen zum Drehimpuls beiträgt, wird das Aufteilen komplizierter.

Abbildung 1: Zeeman-Effekt bei verschiedenen Magnetfeldstärken

Darüber hinaus wirkt sich das angelegte Magnetfeld auf das Teilungsmuster von Spektrallinien aus. In schwachen Feldern ähnelt die Aufteilung dem normalen Zeeman-Effekt. Mit dem erhöhten Magnetfeld variieren jedoch auch die Teilungsmuster.

Unterschied zwischen normalem und anomalem Zeeman-Effekt

Definition

Normaler Zeeman-Effekt: Normaler Zeeman-Effekt ist die Aufteilung von Spektrallinien eines Atomspektrums aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem äußeren Magnetfeld und dem magnetischen Orbitalmoment.

Anomaler Zeeman-Effekt: Anomaler Zeeman-Effekt ist die Aufteilung der Spektrallinien eines Atomspektrums, das durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und dem kombinierten Orbital- und intrinsischen Magnetimpuls verursacht wird.

Elektronenspin

Normaler Zeeman-Effekt: Ein normaler Zeeman-Effekt wird bei Null-Elektronenspinzuständen beobachtet.

Anomaler Zeeman-Effekt: Der anomale Zeeman-Effekt wird in Gegenwart eines Elektronenspins beobachtet.

Muster aufteilen

Normaler Zeeman-Effekt: Beim normalen Zeeman-Effekt wird eine Spektrallinie in ein Triplett aufgeteilt.

Anomaler Zeeman-Effekt: Bei einem anomalen Zeeman-Effekt wird eine Spektrallinie in verschiedene komplizierte Muster aufgeteilt.

Magnetisches Moment

Normaler Zeeman-Effekt: Ein normaler Zeeman-Effekt tritt aufgrund des Vorhandenseins eines magnetischen Orbitalimpulses auf.

Anomaler Zeeman-Effekt: Anomaler Zeeman-Effekt tritt aufgrund des Vorhandenseins sowohl eines Orbital- als auch eines intrinsischen magnetischen Moments auf.

Fazit

Das Phänomen des Zeeman-Effekts beschreibt das Verhalten eines Atoms in Gegenwart eines äußeren Magnetfelds. Dieser Zeeman-Effekt kann in zwei Arten als normaler Zeeman-Effekt und anomaler Zeeman-Effekt beobachtet werden. Der Hauptunterschied zwischen normalem und anomalem Zeeman-Effekt besteht darin, dass der normale Zeeman-Effekt zur Bildung von Triolen führt, indem eine Spektrallinie in drei Linien aufgeteilt wird, während ein anomaler Zeeman-Effekt zu unterschiedlichen Aufteilungsmustern aufgrund der Aufspaltung von Spektrallinien führt.

Verweise:

1. „Zeeman-Effekt in Wasserstoff“. Zeeman-Effekt, hier erhältlich.
2. „Zeeman-Effekt“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 22. Oktober 2017, hier verfügbar.
3. PhysLink.com, Anton Skorucak. „Was ist der Zeeman-Effekt?“ PhysLink.com, hier erhältlich.

Bildhöflichkeit:

1. "Breit-rabi-Zeeman" Von Danski14 - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia