P6.2.7 Normalny efekt Zeemana – Leybold

Efekt Zeemana jest nazwą rozszczepiania poziomów energii atomowej w zewnętrznym polu magnetycznym i w konsekwencji rozszczepienie przejść pomiędzy poziomami. Efekt został przepowiedziany przez H. A. Lorentza w 1895 i eksperymentalnie potwierdzony przez P. Zeemana rok później. W czerwonej linii spektralnej kadmu (l = 643.8 nm), Zeeman zaobserwował tryplet linii prostopadłych do pola magnetycznego i dublet linii równoległych do pola magnetycznego, zamiast tylko pojedynczej linii. Później, nawet bardziej złożone rozszczepienia zostały odkryte dla innych pierwiastków i zostały zbiorczo opisane jako nieprawidłowy efekt Zeemana. Stało się oczywiste, że normalny efekt Zeemana jest wyjątkiem występującym tylko przy przejściu pomiędzy poziomami atomowymi z całkowitym spinem

S = 0.

W doświadczeniu P6.2.7.3, efekt Zeemana jest obserwowany przy czerwonej linii kadmu prostopadłej i równoległej do pola magnetycznego i wyznaczane są stany polaryzacji poszczególnych składników Zeemana. Obserwacje są wyjaśniane na podstawie charakterystyki promieniowania dipola. Tzw. składnik p odpowiada oscylacją dipola Hertza równolegle do pola magnetycznego, tj. nie może być obserwowany równolegle do pola magnetycznego i promieniuje liniowo spolaryzowane światło prostopadle do pola magnetycznego. Każdy z dwóch składników s odpowiada dwóm dipolom oscylującym prostopadle do siebie z różnicą fazy 90°. Promieniują kołowo spolaryzowane światło w kierunku pola magnetycznego i liniowo spolaryzowane światło równolegle do niego.