Zeeman effekti — magnit maydon taʼsirida atomlar spektrlarining ajralishi hodisasi. Bu effekt paydo boʻlishini quyidagicha tushuntirish mumkin: {\displaystyle {\vec {\mu }}} magnit momentiga ega boʻlgan elektron, {\displaystyle {\vec {B}}} magnit maydoni taʼsirida qoʻshimcha energiyaga ega boʻladi: :{\displaystyle \Delta E={\vec {\mu }}\cdot {\vec {B}}}. Ushbu ortiqcha energiya hisobiga atomlar asosiy holatdan magnit kvant soni {\displaystyle m_{j}} ning qiymatiga koʻra uygʻongan holatga oʻtadi. Natijada spektral chiziqlarning ajralishi roʻy beradi.
Tarixi Magnit maydoni taʼsirida atomlarning spektral chiziqlari boʻlinishi mumkinligini birinchi boʻlib Maykl Faradey aytgan. Lekin unda kuchli magnit boʻlmagani tufayli bu hodisani tajribada kuzata olmagan.
Bu effektni birinchi marta 1896-yilda Piter Zeeman kadmiyning ingichka yashil-havorang spektral chiziqlarida kuzatgan. Oʻz tajribasida u 10000—15000 Gauss kuchlanishli magnit maydondan foydalangan. Ushbu kuchli magnit maydon taʼsirida spektral chiziqlarning tripletga ajralishini kuzatgan.
Zeeman gʻoya muallifi sifatida Faradeyni tan olgan. 1897-yil 31-oktabrda bu tajribalar haqida Xendrik Lorentz eshitib qoladi. U ertasigayoq Zeeman bilan uchrashadi va unga oʻzining fikrlarini aytadi. U klassik elektron nazariya boʻyicha ushbu hodisani tushuntirib beradi. Lekin oradan biroz vaqt oʻtib boshqa koʻplab moddalarning kuchli magnit maydonida spektrlarining ajralishi ancha murakkab xarakterga ega ekanligi aniqlandi. Bu effektlarni klassik nazariya bilan tushuntirishning iloji yoʻq edi. Faqatgina kvant fizikasi doirasida spin tushunchasining rivojlanishi bilan tushuntirish mumkin boʻldi. Zeeman effektni ochgani uchun, Lorentz esa tushuntirib bergani uchun 1902-yilda Nobel mukofoti bilan taqdirlangan.
Klassik fizika boʻyicha tushuntirish Zeeman effektini klassik tasavvurlar boʻyicha tushuntirish Xendrik Lorentzga nasib qilgan. Ushbu nazariyaga koʻra, atom xuddi klassik garmonik ossilyator sifatida qaraladi. U holda atomning {\displaystyle {\vec {B}}} magnit maydonidagi harakat tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:{\displaystyle m_{e}{\dfrac {d{\vec {v}}}{dt}}m_{e}\omega _{0}^{2}-e{\vec {v}}\times {\vec {B}}\ \ \ \ \ \ \ (1)}
bu yerda {\displaystyle {\vec {v}}} — elektronning yadro atrofida aylanish harakat tezligi, {\displaystyle m_{e}} — elektron massasi, {\displaystyle \omega _{0}} — elektron-dipol oʻtishining rezonans chastotasi. Tenglamadagi oxirgi had Lorentz kuchini ifodalaydi.
Quyidagicha kattalik kiritamiz:{\displaystyle \Omega _{L}={\frac {eB}{2m_{e}}}} Bu kattalikni Larmor chastotasi deb ataladi.Larmor pressessiyasi va chastotasi[tahrir | manbasini tahrirlash]Larmor pressesiyasi — bu elektron, yadro yoki atomlar magnit momentlarining tashqi magnit maydoni atrofidagi pressessiyasidir. Magnit dipol momenti {\displaystyle {\vec {\mu }}} ga qoʻyilgan magnit maydoni {\displaystyle {\vec {B}}} quyidagiga teng boʻlgan kuch momentini hosil qiladi:
{\displaystyle {\vec {\Gamma }}={\vec {\mu }}\times {\vec {B}}=\gamma {\vec {J}}\times {\vec {B}}}u yerda {\displaystyle \times } belgi bilan vektor koʻpaytma belgilangan, {\displaystyle {\vec {J}}} — harakat miqdori momenti va {\displaystyle \gamma } — giromagnit nisbat (magnit momenti va harakat miqdori momenti orasidagi proporsionallik koeffitsiyenti).
Z oʻqi boʻylab yoʻnalgan statik magnit maydon {\displaystyle {\vec {B}}=B_{0}{\hat {z}}} taʼsirida harakat miqdori momenti {\displaystyle {\vec {J}}} z oʻqi boʻylab pressession harakat qiladi. Bunda uning burchak tezligi quyidagiga teng boʻladi:
{\displaystyle \omega _{0}=\gamma B_{0}}Bu chastota Larmor chastotasi deb ataladi.
Yuqorida aytib oʻtilgan fikrlar faqatgina toʻliq harakat miqdori momenti {\displaystyle {\vec {J}}} gagina tegishli boʻlib qolmay, balki elektronning spin momenti {\displaystyle {\vec {S}}} , orbital impuls momenti {\displaystyle {\vec {L}}}, yadroning spin momenti {\displaystyle {\vec {I}}} va atomning toʻliq impuls momenti {\displaystyle {\vec {F}}} lar uchun ham taalluqlidir.
Giromagnit nisbat — impuls momentlari orasidagi eng asosiy farq. Biroq quyidagi formula orqali ularni umumlashtirish mumkin:{\displaystyle \gamma ={\frac {g\mu _{B}}{\hbar }}}
bu yerda {\displaystyle g} — g-faktor, {\displaystyle \mu _{B}} — Bor magnetoni, {\displaystyle \hbar } — Plank doimiysi. Elektron uchun giromagnit nisbatning qiymati 2,8 MHz/Gauss ga teng.
Larmor chastotasi magnit maydon induksiyasi va giromagnit nisbat {\displaystyle \gamma } ga quyidagicha bogʻlangan:{\displaystyle f={\frac {\gamma }{2\pi }}\cdot |B|\ \ {\textrm {yoki}}\ \ \ \omega =\gamma \cdot B}
Bu formulada magnit maydoning zarra turgan nuqtadagi qiymati hisobga olinadi. Protonning 1 Tl magnit maydonidagi larmor chastotasining qiymati 42 MHz ga teng (yaʼni radiotoʻlqinlar diapazonida) boʻladi.
