اثر زیمان چیست؟

اثر زیمان، ZEEMAN EFFECT ـ وقتی خطوط طیفی در یك جسم ملتهب نشری به دلیل وجود میدان های قدرتمند مغناطیسی شكافته شوند، اثر زیمان پدید می أید. تغییر خطوط طیفی متناسب با تغییر میدان مغناطیسی است.
وجود میدان مغناطیسی سبب شكافته شدن خطوط طیفی نزدیك به هم، به چند خط واضح و جدا از هم می‌شود. در واقع تا قبل از سال 1896 میلادی، فقط دو عدد كوانتومی اصلی و عدد كوانتومی اوربیتالی شناخته شده بود. اما در سال 1896 میلادی، آقای زیمان مشاهده نمود كه در حضور یك میدان مغتاطیسی، طیف نشری اتم هیدروژن وضعیت پیچیده‌تری پیدا می‌كند و هر خط طیفی پهن، كه خود متشكل از چند خط طیفی بوده است، در میدان مغناطیسی به چند خط طیفی فوق‌العاده نزدیك به یكدیگر تجزیه می‌شود. این اثر، اثر زیمان نامیده شد. این اثر با قبول دو درجه آزادی برای حركت الكترون، یعنی حركت روی مدار و حركت در اوربیتالهای متفاوت یك مدار، یعنی در نظر گرفتن دو عدد كوانتومی اصلی و اوربیتالی برای مشخص كردن انرژی الكترون در چرخش به دور هسته، قابل بررسی نیست. بلكه برای توجیه آن باید عدد كوانتومی دیگری، برای مشخص نمودن وضعیت دقیق الكترون در فضای اطراف هسته در نظر گرفت. این عدد كوانتومی، عدد كوانتومی مغناطیسی می‌باشد.

دموکریت، فیلسوف یونانی( 370-460 قبل از میلاد) عقیده داشت:
همه چیز، حتی بدن انسان از ذرات بسیار ریزی به نام اتم ساخته شده است.
در قرن نوزدهم، بیش تر دانشمندان بدون این که اتم را دیده باشند، وجود آن را پذیرفتند و ما امروزه تنها به کمک میکروسکوپ هایی خاص می توانیم از تک تک اتم ها عکس بگیریم و می دانیم که اتم ها از ذرات ریزتری به نام پروتون، نوترون و الکترون تشکیل شده اند.

مادون به معنای زیردست و بسیار ریز است لذا مادون قرمز اشعه بسیار ریز و قرمز رنگ می باشد . در سال ۱۸۰۰ میلادی سرویلیام هرشر یک نمونه نامرئی از تشعشعات را کشف کرد که این نمونه دقیقاً ناحیه قرمز طیف مرئی قرار داشت او این شکل از تشعشعات را مادون قرمز نامید . نور مرئی و پرتوهای مادون قرمز دو نمونه اشکال فراوانی از انرژی هستند که توسط تمام اجسام موجود در زمین و اجرام آسمانی تابانده می شوند . تنها با مطالعه این تشعشعات است که می توان اجرام آسمانی را تشخیص دهیم و تصویر کامل از چگونگی ایجاد جهان و تغییرات آن بدست آوریم .

مانند انواع دیگر جذب انرژی، موقعی که مولکول ها اشعه ی مادون قرمز را جذب می کنند، به حالت انرژِی بالاتر بر انگیخته می گردند. جذب تابش مادون قرمز مانند هر فرآیند جذب دیگر، یک فرآیند کوانتایی است؛ بدین صورت که فقط فرکانس های ( انرژی های ) مشخصی از تابش مادون قرمز توسط مولکول جذب می گردد.

اوربیتال محدوده‌ای از فضای اطراف هسته می‌باشد که احتمال یافتن الکترون در آن وجود دارد. این احتمال در نزدیکی هسته بیشترین مقدار را دارد. ولی برای تمام نقاطی از فضا که فاصله معینی از هسته دارند، احتمال معینی وجود دارد. هر اوربیتال می‌تواند حداکثر دو الکترون را در خود جای دهد. دو الکترونی که در یک اوربیتال جای می‌گیرند، دارای اسپین مخالف هستند.

نوسان تغییر تکرارشونده (در طول زمان) یک متغیر حول یک وضعیت تعادل است. حرکت آونگ نمونه‌ای از حرکت نوسانی است. در طی حرکت آونگ بطور متناوب انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل به هم تبدیل می‌گردند. هنگامی که آونگ در پایین‌ترین نقطه مسیر خود قرار دارد، بیشترین انرژی جنبشی و کمترین انرژی پتانسیل را داراست. به عبارت دیگر در این لحظه آونگ بیشترین سرعت را دارد. در لحظه‌ای که آونگ در حداکثر ارتفاع قرار می‌گیرد انرژی جنبشی آن صفر است و انرژی پتانسیل آن حداکثر است، یعنی سرعت آونگ در این محل صفر است. در حالتی که میرایی سیستم صفر باشد، یعنی هیچ گونه اتلاف انرژی وجود نداشته باشد، مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی ثابت باقی می‌ماند.