46. Квантовое описание нормального зееман-эффекта.

Как было показано в уравнении (15.53), энергетические уровни атома в магнитном поле смещаются на величину

где есть -компонента момента количества движения. Чтобы видеть, как это смещение влияет на излучаемые частоты, воспользуемся правилами отбора для дипольного перехода: или При переходе начальный уровень смещается точно так же, как и конечный, т. е. излучаемая частота остается без изменения. Если то конечный уровень смещается больше, чем начальный, и излучаемая угловая частота убывает на величину

Наоборот, когда излучаемая угловая частота возрастает на величину

Таким образом, в общем случае спектральная линия расщепляется на три компоненты, точно, как предсказывается классической теорией.

Правила отбора иллюстрируются на схеме переходов, показанной на рис. 79 для случая переходов с уровня на уровень . (Заметим, что для дипольных переходов

Если излучение наблюдается вдоль направления магнитного поля, то в матричном элементе могут появляться только координаты так что переход с не участвует в образовании этой линии.

Рис. 79.

Переход с приводит к круговой поляризации света вправо а дает круговую поляризацию влево. В результате вдоль направления магнитного поля появляются только две линии, причем каждая смещена от первоначальной линии одинаково, но в противоположных направлениях, и они противоположно поляризованы.

Если наблюдать свет нормально к магнитному полю, скажем в направлении оси х, то он может быть поляризован или в направлении оси или оси у. Мы уже видели, что для переходов, в которых из всех матричных элементов не равен нулю только элемент Это означает, что переходы с дают свет, поляризованный в направлении оси . В результате линия расщепляется на три компоненты: во-первых, неотклоненная компонента, поляризованная в направлении оси во-вторых, две компоненты, смещенные соответственно на и поляризованные в направлении, перпендикулярном к оси