Zeeman va Pashen-Bak effektlari

Zeeman effekti – statik magnit maydon mavjudligida spektral chiziqning bir necha komponentlarga ajralishini koʻrsatib beradi. U 1896 yilda uni kashf etgan va bu kashfiyot uchun Nobel mukofotini olgan golland fizigi Piter Zeeman sharafiga nomlangan. Bu effekt Shtark effektiga oʻxshaydi, Shtark effektida elektr maydoni ishtirokida spektral chiziqning bir nechta komponentlarga boʻlinishi kuzatilsa Zeeman effektida bu jarayon magnit maydon taʼsirida vujudga keladi. Shuningdek, Shtark effektiga oʻxshab, turli komponentlar orasidagi oʻtishlar, umuman olganda, har xil intensivlikka ega, baʼzilari tanlash qoidalari bilan tartibga solingan yoki oʻtishlar butunlay taqiqlangan (dipol yaqinlashuvida) holatlar ham mavjud.

Zeeman effektida asosiy sathlar orasidagi masofa magnit maydon kuchining funktsiyasi boʻlganligi sababli, bu taʼsir magnit maydon kuchini oʻlchash uchun ishlatilishi mumkin. Masalan quyosh va boshqa yulduzlar yoki laboratoriya plazmalarida. Zeeman effekti yadro magnit-rezonans spektroskopiyasi, elektron spin-rezonans spektroskopiyasi, magnit-rezonans tomografiya (MRI) va Mössbauer spektroskopiyasi kabi sohalarda juda muhimdir. Bundan tashqari, atomik yutilish spektroskopiyasida aniqlikni oshirish uchun ham foydalanish mumkin.

Agar Spektral chiziqlar yutilish chiziqlari boʻlsa, effekt teskari Zeeman effekti deb ataladi.

Umuman olganda normal va anormal Zeeman effekti mavjud. Anormal effekt elektronlarning aniq spini nolga teng boʻlmagan oʻtishlarda paydo boʻladi. Bu „anormal“ deb ataldi, chunki elektron spin hali kashf etilmagan va shuning uchun Zeeman taʼsirni kuzatgan paytda buning yaxshi izohi yoʻq edi. Volfgang Paulining eslashicha, hamkasbi nima uchun u baxtsiz koʻrinayotganini soʻraganida, u „Qanday qilib u anomal Zeeman effekti haqida oʻylaganida baxtli koʻrinish mumkin?“, deb javob bergan.

Yuqori magnit maydon kuchida taʼsir chiziqli boʻlishni toʻxtatadi. Atomning ichki maydonining kuchi bilan taqqoslanadigan yanada yuqori maydon kuchlarida elektronlar birikishi buziladi va spektral chiziqlar qayta joylashadi. Bu Pashen-Bak effekti deb ataladi.

Pashen-Bak effekti – bu radiatsiya manbai kuchli magnit maydon taʼsirida kuzatilgan spektral chiziqlarning boʻlinishi boʻlib, spin va orbital moment bilan bogʻliq sathlar umumiy presessiyadan koʻra individual namoyon boʻlganda yuzaga keladi. Kuchli magnit maydon mavjud boʻlganda atomning orbital va spin momentlari oʻrtasidagi bogʻlanish buziladi va har bir spektral chiziq bir nechta komponentlarga boʻlinadi, komponentlar soni umumiy momentga teng boʻladi.

Pashen-Bak effekti uni birinchi marta 1921-yilda kuzatgan Fridrix Pashen va Ernest E. A. Bak sharafiga nomlanadi. Pashen-Bak effekti toʻla impulsi nolga teng boʻlmagan har qanday atom yoki molekulada sodir boʻladigan umumiy hodisadir. Biroq, u koʻpincha bor, uglerod, azot va kislorod kabi yuqori elektrqarshilikka ega boʻlgan atomlar va molekulalarda kuzatiladi.

Pashen-Bak effekti atomlar va molekulalarning tuzilishini oʻrganish uchun ishlatilishi mumkin. Spektral chiziqlarning boʻlinishini oʻlchash orqali atom yoki molekulaning umumiy momentini aniqlash mumkin. Pashen-Bak effekti magnit maydon kuchini oʻlchash uchun ham ishlatilishi mumkin.

Pashen-Bak effektining qoʻllanilishi:

Spektroskopiya: Pashen-Bak effekti atomlar va molekulalarning spektral chiziqlarini boʻlish orqali tuzilishini oʻrganish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu maʼlumot atom yoki molekuladagi elektronlarning energiya darajasini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.

Magnit-rezonans tomografiya (MRI): MRI – bu tananing ichki qismining batafsil tasvirlarini yaratish uchun Pashen-Bak effektidan foydalanadigan tibbiy tasvirlash usuli. Kuchli magnit maydon tanadagi ayrim atomlarning yadrolarini tekislash uchun ishlatiladi. Keyin radiotoʻlqin qoʻllanganda, yadrolar radio toʻlqinining energiyasini yutadi va uygʻongan holatga oʻtadi. Yadrolar asl holatiga qaytganda, ular MRI skaneri tomonidan aniqlangan radio toʻlqinini chiqaradilar. Tanadagi har xil turdagi atomlarning turli signallari tananing batafsil tasvirini yaratish uchun ishlatiladi.

Yadro magnit-rezonansi (NMR): NMR molekulalarning tuzilishini oʻrganish uchun Pashen-Bak effektidan foydalanadigan texnikadir. Kuchli magnit maydon molekuladagi ayrim atomlarning yadrolarini tekislash uchun ishlatiladi. Keyin radiotoʻlqin qoʻllanganda, yadrolar radio toʻlqinining energiyasini yutadi va uygʻongan holatga oʻtadi. Yadrolar asl holatiga qaytganda, ular NMR spektrometri tomonidan aniqlangan radio toʻlqinini chiqaradilar. Molekulaning tuzilishini aniqlash uchun molekuladagi har xil turdagi atomlarning turli signallari ishlatiladi.

Pashen-Bak effekti fizika, kimyo, biologiya va tibbiyot kabi turli sohalarda qoʻllanadi.