zum Directory-modus

Tutorial MenueAtomabsorptionsspektrometrieLerneinheit 7 von 10

Atome im Magnetfeld

Der Paschen-Back-Effekt

Bei einem hohen Magnetfeld kann die Energie Δ E B der Elektronen im Magnetfeld gegenüber der Energie Δ E L S der Spin-Bahn-Kopplung nicht mehr vernachlässigt werden. Wird das Magnetfeld jedoch so groß, dass umgekehrt die Spin-Bahn-Kopplung vernachlässigt werden kann, spricht man vom Paschen-Back-Effekt. In diesem Fall kann sich das Aufspaltungsbild der Spektrallinien wieder vereinfachen. Für die Energie Δ E B erhält man dann

Δ E B = μ B B ( m L + 2 m S ) .

Das Übergangsgebiet entzieht sich einer einfachen Beschreibung. Die folgende Abbildung zeigt die Verhältnisse bei der Doppellinie D des Natrium-Atoms. Aus dem Zeeman-Effekt der Feinstruktur wird gewissermaßen die Feinstruktur des Zeeman-Effektes.

Abb.1
Der Zeeman- und der Paschen-Back-Effekt der Doppellinie D des Natrium-Atoms

Der Zeeman- und der Paschen-Back-Effekt der Doppellinie D des Natrium-Atoms. Im Grenzfall starker Magnetfelder erhält man dasselbe Aufspaltungsbild wie beim normalen Zeeman-Effekt. E L S ist die Größe der Feinstrukturaufspaltung. Der Abstand des 3S-Niveaus von den beiden 3P-Niveaus ist nicht maßstäblich, sondern müsste viel größer sein, was durch die gezackten Linien angedeutet wird. Der relative Abstand der Spektrallinien im Magnetfeld von 100 Tesla ist hingegen korrekt. Die gestrichelte Linie gehört zu einem Magnetfeld von 3 Tesla.

Seite 7 von 8