магнитном поле». Зееман сообщил Лоренцу о своих результатах до их опубликования,
и Лоренц тут же дал им объяснение на основе электронной теории. (Удивительно, что
в то время еще оспаривалось само существование атомов, а Лоренц (и
большинство
физиков) уже не сомневался в том, что атом имеет структуру!) Лоренц разложил
движение квазиупруго связанной заряженной частицы в атоме на линейное колебание,
происходящее в направлении магнитного поля, и два круговых движения,
происходящих в противоположных
направлениях в плоскости, перпендикулярной
магнитному полю. Используя эти соображения, Лоренц предсказал, что излучение от
краев уширенной линии при наблюдении в продольном направлении должно быть
поляризовано по кругу, а в поперечном направлении - линейно поляризовано. Этот
вывод Зееман немедленно подтвердил с помощью четвертьволновой пластинки и
анализатора. При объяснении эффекта Зеемана
Лоренц исходил из уравнения
равновесия вращающегося в атоме электрона, совершающего малые колебания и
испытывающего действие силы Лоренца в магнитном поле с напряженностью
Н. : ту
2
/ г = 1сг + (е / с)уН , где ^ - коэффициент квазиупругости.
Считая, что
1с = 4я-
2
сти/д
2
и
V
= 2яуу, для частоты двух круговых движений он
получил формулу:
у=Уо±еН/4тпс. Вскоре после объяснения Лоренца выяснилось, что
его результат является частным случаем теоремы английского физика Джозефа
Лармора. Согласно этой теореме, которая была доказана в 1897г., влияние магнитного
поля на вращающиеся заряженные частицы состоит в том,
что на их орбитальное
движение накладывается прецессия вокруг направления магнитного поля с угловой
частотой й^
=еН/2тс. Эту частоту называют
ларморовской частотой. Таким образом,
Лоренц показал, что при наблюдении поперек магнитного поля линия излучения атома
с частотой
ω
0
расщепляется на три линии с частотами .
ω
0
– ω
L
, ω
0
. ω
0
+ ω
L
. Эти
линии получили название
лоренцевский триплет. При наблюдении вдоль магнитного
поля возникает дублет - средняя линия отсутствует. Наблюдаемые линии излучения в
продольном и поперечном направлениях имеют разную поляризацию. Триплетные
линии поляризованы линейно. Смещенные линии дублета имеют круговую
поляризацию в противоположных направлениях.
Интересно, что вначале Зееман
ошибся в определении направления круговой поляризации в компонентах дублета и
поэтому сделал неправильный вывод о том, что подвижные частицы в атоме заряжены
положительно.
Однако, как показал опыт, триплетное (или дублетное) расщепление
спектральных линий наблюдается далеко не всегда. Чаще
возникает более сложная
картина расщепления, связанная с
аномальным, или
сложным эффектом Зеемана.
Начиная с 1898 г. многочисленные попытки объяснения этого эффекта были
безуспешными, пока не был открыт спин электрона.
В 1902 г. Зееману и Лоренцу была присуждена Нобелевская премия за
исследования влияния магнетизма на процессы излучения.
Пользуясь картиной пространственного квантования и
теоремой Лармора о
прецессии магнитного момента вокруг внешнего магнитного поля, Зоммерфельд, а
также Дебай в 1916 г. дали объяснение эффекта Зеемана с квантовой точки зрения.
Однако оказалось, что квантовый расчет Зоммерфельда и Дебая не объясняет
сложного эффекта Зеемана и приводит лишь к простой картине расщепления, как и в
классических расчетах Лоренца. А аномальный Зееман-эффект еще немало будоражил
умы физиков того времени.
Тщательные исследования эффекта Зеемана
проводили немецкие физики-
экспериментаторы Фридрих Пашен (1865-1947) и Эрнст Бак (1881-1959). Они
показали, что расщепление спектральных линий всегда пропорционально напряженно-
сти магнитного поля, оно имеет различный характер для синглетов, дублетов,
триплетов и т.д. и зависит от того, является ли магнитное поле сильным или слабым. В
слабом магнитном поле синглетные термы всегда дают лоренцевский триплет, а
дублетные, триплетные и т.д. термы приводят к более сложной картине расщепления.
С увеличением магнитного поля расщепленные линии
вначале диффузно расплыва-
ются, а затем при достижении определенного значения магнитного поля, характерного
для каждого элемента, они превращаются в обычный триплет Лоренца независимо от
мультиплетности термов. Это явление, открытое Пашеном и Баком в 1912г., называют
Do'stlaringiz bilan baham: 
