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§.5塞曼效应当原子处于外磁场中时，由于原子磁矩J和外加磁场B的相互作用，原子的能级分裂为2j 1层，因此谱线也将分裂，这就是塞曼效应。
、塞曼效应的观察1896年，荷兰物理学家塞曼发现：若把光源放在磁场中，则所发光谱的谱线会分裂成几条，而且分裂后的每条谱线的光都是偏振的，这种现象称为塞曼效应。
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（为简便起见，M均略去下标J）考虑一个原子在E2 Ei间的跃迁。
无外磁场时，h E2 E,有外磁场时，则两个能级各附加能量E,、 E2，使能级发生分裂，h E2 E, （E2 E2）（E, E,）h （M2g2 M,g,）B BBe（M2g2 M i g i）-4 m即裂开后的谱线与原谱线频率之差，也可以用波数改变的形式表示：1 1 Be（M 2g2 M 1g1）_4 me塞曼效应跃迁也有选择定则：只有以下情况的跃迁发生：{M 0 产生线（当 J =（W,M20 M10除外）M 1 产生线1 1 B e（1）当原子的总自旋s 0时，j 1， g2 g1〔，贝U: —7 —（M 2M1）4 me依选择规则得：Be4 meBe4 me以上结果表明，在外磁场中的一条谱线（）将分为等间隔的三条，间隔值为虽。
这4 me 与实际观察所得结果相符。
故称为正常塞曼效应。
L令L 上亠，贝U 04 meL从以上的推导知此问题无量子效应，洛伦兹就用经典方法算出正常塞曼效应的结果。
塞 曼 效 应1896年荷兰物理学家塞曼（P. Zeeman ）发现当光源放在强磁场中时，原来的一条光谱线分裂成几条光谱线，分裂的谱线成分是偏振的，分裂的条数随能级的类别而不同，这种现象为称为塞曼效应。
塞曼因此在1902年与洛伦兹共享诺贝尔物理学奖。
通常把那些一条谱线分裂为三条，且裂距（相邻两条谱线的波数差）正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正常塞曼效应（洛伦兹单位mc eB L π4/=）。
实际上大多数物质的谱线在磁场中的分裂多于三条，谱线的裂距可以大于也可以小于一个洛伦兹单位，称为反常塞曼效应。
完整解释塞曼效应需要用到量子力学，电子的轨道磁矩和自旋磁矩耦合成总磁矩，并且空间取向是量子化的，磁场作用下的附加能量不同，引起能级分裂。
在外磁场中，总自旋为零的原子表现出正常塞曼效应，总自旋不为零的原子表现出反常塞曼效应。
塞曼效应是继“法拉第效应”（1845年）、“克尔效应”（1888年）之后发现的第三个磁光效应，在近代物理学中占有重要地位。
塞曼效应证实了原子磁矩的空间量子化，为研究原子结构提供了重要途径。
【实验目的】 1.观察汞原子546.1nm 谱线的分裂现象以及它们偏振状态，把实验结果与理论结果进行比较。
2. 测量塞曼分裂线（π分量）的波长差，计算电子的荷质比。
3.掌握法布里—珀罗标准具（简称 F —P 标准具）的原理及使用。
【实验原理】一、谱线在磁场中的能级分裂1. 原子中的电子一方面绕核做轨道（用轨道角动量L P 表征），一方面本身做自旋运动（用自旋角动量S P 表征），将分别产生轨道磁矩L μ和自旋磁矩S μ，它们与角动量的关系， 2L L eP mcμ=-)1(+=L L P L S S eP mcμ=-)1(+=S S P S （1） 式中m e ,分别表示电子电荷和电子质量；S L ,分别表示轨道量子数和自旋量子数。
轨道角动量和自旋角动量合成总角动量J P 并分别绕J P 旋进，轨道磁矩和自旋磁矩合成的磁矩μ,μ在J P 延长线上的分量J μ才是一个定向恒量。
