正常的(normal)和反常塞曼效应(anomalous zeeman effect)的区别

关键区别——正常与异常塞曼效应

1896年，荷兰物理学家Pieter Zeeman观察到氯化钠中原子发射的光谱线在强磁场中的分裂。这一现象的最简单形式被称为正常塞曼效应。后来随着H.A.Lorentz提出的电子理论的引入，人们对这种效应有了很好的理解。1925年，随着电子自旋的发现，反常塞曼效应被发现。放置在磁场中的原子发射的光谱线的分裂通常称为塞曼效应。在正常塞曼效应中，线分裂成三条线，而在反常塞曼效应中，分裂更为复杂。这就是正常塞曼效应和反常塞曼效应之间的关键区别。

什么是正常塞曼效应(normal zeeman effect)？

正态塞曼效应是在垂直于外加磁场的方向上观察到的谱线在磁场中分裂成三个分量的现象。这种效应是用经典物理学的基础来解释的。在正常塞曼效应中，只考虑轨道角动量。在这种情况下，自旋角动量为零。正常塞曼效应只对原子中单重态之间的跃迁有效。产生正常塞曼效应的元素包括氦、锌、镉、汞等。

什么是反常塞曼效应(anomalous zeeman effect)？

反常塞曼效应是在垂直于磁场的方向观察时，谱线分裂成四个或更多个分量的现象。这种效应与普通塞曼效应不同，更为复杂，因此可以用量子力学的基础来解释。具有自旋角动量的原子表现出反常的塞曼效应。Na、Cr等是显示这种效应的元素来源。

图01：正常和异常塞曼效应

正常的(normal)和反常塞曼效应(anomalous zeeman effect)的区别

正常与反常塞曼效应
在磁场中原子的光谱线分裂成三条线，称为正常塞曼效应。	在磁场中，原子的谱线分裂成四条或更多条线，称为反常塞曼效应。
依据
这是用经典物理学的基础来解释的。	这是由量子力学的基础来理解的。
磁动量
磁矩是由轨道角动量引起的。	磁矩是由轨道和非零自旋角动量引起的
元素
钙、铜、锌和镉是一些显示这种作用的元素。	钠和铬是两种显示这种效果的元素

总结 - 正常的(normal) vs. 反常塞曼效应(anomalous zeeman effect)

正态塞曼效应和反常塞曼效应是解释原子谱线在磁场中分裂的两种现象。塞曼效应最早由皮尔特·塞曼于1896年提出。正常的塞曼效应是由于轨道角动量把谱线分成三条线。反常的塞曼效应是由于非零自旋角动量，造成四个或更多谱线分裂。由此可以得出结论：除了轨道角动量外，反常塞曼效应实际上是外加自旋奇异动量的正常塞曼效应。因此，正常塞曼效应和反常塞曼效应之间只有细微差别。