Διαφορά μεταξύ του εφέ Zeeman και του εφέ Stark

Κύρια διαφορά – Εφέ Zeeman εναντίον Stark Effect

Το φαινόμενο Zeeman και το Stark Effect είναι δύο έννοιες στη χημεία που ανακαλύφθηκαν από επιστήμονες στα τέλη του 1900. Το φαινόμενο Zeeman και το ασταθές φαινόμενο μπορούν να παρατηρηθούν σχετικά με τα ατομικά φάσματα ενός ατόμου. Τα ατομικά φάσματα μπορεί να είναι είτε φάσματα απορρόφησης είτε φάσματα εκπομπής. Όταν δίνεται ενέργεια στα άτομα, τα άτομα διεγείρονται και τα ηλεκτρόνια μετακινούνται σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας απορροφώντας αυτήν την ενέργεια. Αυτή η απορρόφηση δίνει τα φάσματα απορρόφησης. Ωστόσο, δεδομένου ότι ένα υψηλότερο επίπεδο ενέργειας δεν είναι σταθερό, αυτά τα ηλεκτρόνια πέφτουν πίσω στο επίπεδο ενέργειας του εδάφους, απελευθερώνοντας την απορροφούμενη ενέργεια ως ακτινοβολία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα φάσματα εκπομπής. Η κύρια διαφορά μεταξύ του φαινομένου Zeeman και του φαινομένου Stark είναι ότι Το φαινόμενο Zeeman παρατηρείται παρουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου ενώ το φαινόμενο Stark παρατηρείται παρουσία ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Zeeman Effect
      – Ορισμός, διαφορετικοί τύποι
2. Τι είναι το Stark Effect
      – Ορισμός, διαφορετικοί τύποι
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Zeeman Effect και του Stark Effect
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Απορρόφηση, Ανώμαλο φαινόμενο Zeeman, Ατομικό φάσμα, Διαμαγνητικό φαινόμενο Zeeman, Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία, Εκπομπή, Γραμμικό φαινόμενο Stark, Μαγνητικό πεδίο, Μαγνητική ροπή, Κανονικό φαινόμενο Zeeman, Τετραγωνικό φαινόμενο Stark, Φαινόμενο Stark,>

Τι είναι το Zeeman Effect

Το φαινόμενο Zeeman περιγράφει τη διάσπαση των φασματικών γραμμών ενός ατόμου παρουσία ισχυρού μαγνητικού πεδίου. Πήρε το όνομά του από τον Ολλανδό επιστήμονα Pieter Zeeman. Αυτό το φαινόμενο περιγράφει την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου σε άτομα ή ιόντα. Τώρα, ας μάθουμε τι είναι μια φασματική γραμμή.

Ένα ατομικό φάσμα είναι το φάσμα των συχνοτήτων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται ή απορροφάται κατά τη μετάβαση των ηλεκτρονίων μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων μέσα σε ένα άτομο. Οι εκπομπές οδηγούν σε φάσματα εκπομπής και η απορρόφηση οδηγεί σε φάσματα απορρόφησης. Αυτό το φάσμα είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα των στοιχείων. Το φάσμα αποτελείται από μια συλλογή φασματικών γραμμών για κάθε εκπομπή/απορρόφηση. Κάθε φασματική γραμμή αντιπροσωπεύει την ενεργειακή διαφορά μεταξύ δύο ενεργειακών επιπέδων του ατόμου. Ο Pieter Zeeman παρατήρησε ότι αυτές οι φασματικές γραμμές υφίστανται διάσπαση όταν το άτομο διατηρείται παρουσία ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Το φαινόμενο Zeeman είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της μαγνητικής ροπής του ατόμου και του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει τα φάσματα ατομικής εκπομπής για το υδρογόνο. Όταν δίνεται ενέργεια σε ένα άτομο, τα ηλεκτρόνια μπορούν να απορροφήσουν ενέργεια και να μετακινηθούν σε υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο. Όμως, ένα υψηλότερο επίπεδο ενέργειας είναι μια ασταθής κατάσταση για ένα άτομο. Επομένως, το ηλεκτρόνιο επανέρχεται σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας απελευθερώνοντας την απορροφούμενη ενέργεια. Αυτό δίνει μια φασματική γραμμή εκπομπής. Αλλά όταν αυτό μελετηθεί κάτω από εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο, εκεί μπορούμε να δούμε τρεις φασματικές γραμμές αντί για μία. Αυτό είναι το φαινόμενο Zeeman.

Εικόνα 1:Φάσματα εκπομπής για το υδρογόνο κατά την απουσία και την παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου

Τύποι του εφέ Zeeman

Υπάρχουν τρεις τύποι εφέ Zeeman. Είναι το φυσιολογικό αποτέλεσμα, το ανώμαλο αποτέλεσμα και το διαμαγνητικό αποτέλεσμα. Το κανονικό φαινόμενο Zeeman προκαλείται από την αλληλεπίδραση με την τροχιακή μαγνητική ροπή. Το ανώμαλο φαινόμενο Zeeman προκαλείται από την αλληλεπίδραση με συνδυασμένες τροχιακές και εγγενείς μαγνητικές ροπές. Το διαμαγνητικό φαινόμενο Zeeman προκαλείται από την αλληλεπίδραση με την επαγόμενη από το πεδίο μαγνητική ροπή.

Τι είναι το Stark Effect

Το έντονο φαινόμενο είναι η διάσπαση των φασματικών γραμμών που παρατηρείται όταν τα ακτινοβολούμενα άτομα, ιόντα ή μόρια υποβάλλονται σε ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό επιστήμονα Johannes Stark. Το εφέ πήρε το όνομά του. Το φαινόμενο Stark μπορεί να περιλαμβάνει τόσο μετατόπιση όσο και διάσπαση φασματικών γραμμών. Το ηλεκτρικό πεδίο πρώτα πολώνει το άτομο και στη συνέχεια αλληλεπιδρά με τη διπολική ροπή που προκύπτει.

Εικόνα 2:Έντονη διάσπαση στο υδρογόνο

Τύποι εφέ Stark

Το έντονο φαινόμενο προκύπτει λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της ηλεκτρικής ροπής του ατόμου και του εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί σε δύο τύπους ως γραμμικό φαινόμενο Stark και τετραγωνικό φαινόμενο Stark. Το γραμμικό φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω μιας διπολικής ροπής που προκύπτει από μια φυσική μη συμμετρική κατανομή ηλεκτρικού φορτίου. Το τετραγωνικό φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω διπολικής ροπής που προκαλείται από το εξωτερικό πεδίο.

Διαφορά μεταξύ Zeeman Effect και Stark Effect

Ορισμός

Εφέ Zeeman: Το φαινόμενο Zeeman περιγράφει τη διάσπαση των φασματικών γραμμών ενός ατόμου παρουσία ισχυρού μαγνητικού πεδίου.

Έντατο εφέ: Το έντονο φαινόμενο είναι η διάσπαση των φασματικών γραμμών που παρατηρείται όταν τα ακτινοβολούμενα άτομα, ιόντα ή μόρια υποβάλλονται σε ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο.

Εφαρμοσμένο πεδίο

Εφέ Zeeman: Το φαινόμενο Zeeman μπορεί να παρατηρηθεί σε ένα εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο.

Έντατο εφέ: Το έντονο φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί σε ένα εφαρμοσμένο ηλεκτρικό πεδίο.

Αιτία

Εφέ Zeeman: Το φαινόμενο Zeeman είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της μαγνητικής ροπής του ατόμου και του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.

Έντατο εφέ: Το έντονο φαινόμενο προκύπτει λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της ηλεκτρικής ροπής του ατόμου και του εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου.

Συμπέρασμα

Το φαινόμενο Zeeman ανακαλύφθηκε από έναν Ολλανδό επιστήμονα Pieter Zeeman. Το φαινόμενο Stark ανακαλύφθηκε από τους Γερμανούς επιστήμονες Johannes Stark. Η κύρια διαφορά μεταξύ του φαινομένου Zeeman και του φαινομένου Stark είναι ότι το φαινόμενο Zeeman παρατηρείται παρουσία ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου ενώ το φαινόμενο Stark παρατηρείται παρουσία ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου.