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Stress im 7.Semester : Ein Diplommathematiker ruft an : " Hast du LUST zum Schafkopfen ?.. oder .. Kannst du mir den Zeemanneffekt erklären ? "

24/05/2012 - 11:35 von Blue Bull | Report spam
Anschauliche Beschreibung

Beobachtet man eine spezielle Spektrallinie eines Atoms ohne
Magnetfeld, so sieht man nur eine einzige Linie, also nur eine einzige
Wellenlànge. Schaltet man nun ein Magnetfeld ein, so erkennt man
beispielsweise drei Wellenlàngen. Durch ein Interferometer kann man
die drei verschiedenen Linien direkt beobachten.

Erklàren kann man diese Aufspaltung durch ein eigenes magnetisches
Moment der Elektronen im Atom, welches mit einem àußeren Magnetfeld
wechselwirkt. Bei einem Stabmagneten in einem Magnetfeld ergibt sich,
dass man, je nachdem wie man den Stabmagneten im Feld drehen möchte,
unterschiedliche Energie für die Durchführung der Drehung aufwenden
muss. Im Atom oder in einem Gas mit Atomen gibt es unterschiedlich
orientierte magnetische Momente, wodurch sich Änderungen der Energie
des jeweiligen Zustandes ergeben. Diese Änderungen der Energie führen
direkt zur Verànderung der beobachteten Wellenlàngen.

Wie in der Abbildung angedeutet unterscheidet man zwischen
longitudinalen und transversalen Zeemaneffekt. Die Strahlung des
Elektrons kann man sich in der klassischen Theorie (Hendrik Antoon
Lorentz) als Überlagerung von Polarisation in Richtung des Magnetfelds
und zwei entgegengesetzten zirkularen Polarisierungen in der Ebene
senkrecht zum Magnetfeld vorstellen. In Richtung des Magnetfeldes
(longitudinaler Zeemaneffekt) beobachtet man nur die zwei zirkular
polarisierten Komponenten (Dublett), deren Energie je nach
Drehrichtung verschoben ist. Die Polarisation parallel zum Magnetfeld
zeigt auf den Beobachter und wird deshalb nicht beobachtet (Licht ist
immer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung polarisiert). Senkrecht zum
Magnetfeld (Transversaler Zeemaneffekt) beobachtet man drei
Komponenten (Triplett): Die Schwingung parallel zum Magnetfeld (keine
Verschiebung in der Energie) und zwei senkrecht dazu polarisierte
Schwingungen, die in der Energie verschoben sind.

Die klassische Theorie liefert nur eine Erklàrung im normalen
Zeemaneffekt, der anomale Zeemaneffekt (mit Aufspaltung in mehr als
drei Linien) làsst sich in der klassischen Theorie nicht erklàren.
Quantitative Einzelheiten bringt der folgende Abschnitt.
 

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#1 Aguirre
24/05/2012 - 12:51 | Warnen spam
On 24 Mai, 11:35, Blue Bull wrote:
Anschauliche Beschreibung

Beobachtet man eine spezielle Spektrallinie eines Atoms ohne
Magnetfeld, so sieht man nur eine einzige Linie, also nur eine einzige
Wellenlànge. Schaltet man nun ein Magnetfeld ein, so erkennt man
beispielsweise drei Wellenlàngen. Durch ein Interferometer kann man
die drei verschiedenen Linien direkt beobachten.

Erklàren kann man diese Aufspaltung durch ein eigenes magnetisches
Moment der Elektronen im Atom, welches mit einem àußeren Magnetfeld
wechselwirkt. Bei einem Stabmagneten in einem Magnetfeld ergibt sich,
dass man, je nachdem wie man den Stabmagneten im Feld drehen möchte,
unterschiedliche Energie für die Durchführung der Drehung aufwenden
muss. Im Atom oder in einem Gas mit Atomen gibt es unterschiedlich
orientierte magnetische Momente, wodurch sich Änderungen der Energie
des jeweiligen Zustandes ergeben. Diese Änderungen der Energie führen
direkt zur Verànderung der beobachteten Wellenlàngen.

Wie in der Abbildung angedeutet unterscheidet man zwischen
longitudinalen und transversalen Zeemaneffekt. Die Strahlung des
Elektrons kann man sich in der klassischen Theorie (Hendrik Antoon
Lorentz) als Überlagerung von Polarisation in Richtung des Magnetfelds
und zwei entgegengesetzten zirkularen Polarisierungen in der Ebene
senkrecht zum Magnetfeld vorstellen. In Richtung des Magnetfeldes
(longitudinaler Zeemaneffekt) beobachtet man nur die zwei zirkular
polarisierten Komponenten (Dublett), deren Energie je nach
Drehrichtung verschoben ist. Die Polarisation parallel zum Magnetfeld
zeigt auf den Beobachter und wird deshalb nicht beobachtet (Licht ist
immer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung polarisiert). Senkrecht zum
Magnetfeld (Transversaler Zeemaneffekt) beobachtet man drei
Komponenten (Triplett): Die Schwingung parallel zum Magnetfeld (keine
Verschiebung in der Energie) und zwei senkrecht dazu polarisierte
Schwingungen, die in der Energie verschoben sind.

Die klassische Theorie liefert nur eine Erklàrung im normalen
Zeemaneffekt, der anomale Zeemaneffekt (mit Aufspaltung in mehr als
drei Linien) làsst sich in der klassischen Theorie nicht erklàren.
Quantitative Einzelheiten bringt der folgende Abschnitt.



Sieh an was du nicht so alles weißt?

Wie gehts denn so in der Hauptstadt der Bewegung?

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