Skillnad mellan Zeeman Effect och Stark Effect

Huvudskillnad - Zeeman Effect vs Stark Effect

Zeeman Effect och Stark Effect är två begrepp inom kemi som upptäcktes av forskare i slutet av 1900-talet. Zeeman-effekten och den starka effekten kan observeras beträffande atomars spektrum av en atom. Atomspektra kan vara antingen absorptionsspektra eller emissionsspektra. När energi ges till atomer blir atomerna upphetsade och elektroner flyttar till högre energinivåer genom att absorbera denna energi. Denna absorption ger absorptionsspektra. Eftersom en högre energinivå inte är stabil faller dessa elektroner tillbaka till markenerginivån och frigör den absorberade energin som strålning. Detta resulterar i emissionsspektra. Huvudskillnaden mellan Zeeman-effekten och Stark-effekten är det Zeeman-effekt observeras i närvaro av ett yttre magnetfält medan Stark-effekt observeras i närvaro av ett externt elektriskt fält.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Zeeman Effect
      - Definition, olika typer
2. Vad är Stark Effect
      - Definition, olika typer
3. Vad är skillnaden mellan Zeeman Effect och Stark Effect
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Absorption, Anomalös Zeeman Effekt, Atomspektrum, Diamagnetisk Zeeman Effekt, Elektromagnetisk Strålning, Utsläpp, Linjär Stark Effekt, Magnetfält, Magnetisk Moment, Normal Zeeman Effekt, Kvadratisk Stark Effekt, Stark Effekt, Zeeman Effekt

Vad är Zeeman Effect

Zeeman-effekten beskriver splittringen av spektrallinjerna hos en atom i närvaro av ett starkt magnetfält. Det är uppkallat efter den nederländska forskaren Pieter Zeeman. Denna effekt beskriver effekten av ett magnetfält på atomer eller joner. Nu, låt oss ta reda på vad som är en spektral linje.

Ett atomspektrum är spektrumet av frekvenser av elektromagnetisk strålning emitterad eller absorberad under övergångar av elektroner mellan energinivåer inom en atom. Utsläppen leder till emissionsspektra, och absorptionen leder till absorptionsspektra. Detta spektrum är en karakteristisk egenskap hos element. Spektret består av en samling spektrallinjer för varje emission / absorption. Varje spektrallinje står för energiförskjutningen mellan atomens två energinivåer. Pieter Zeeman observerade att dessa spektrallinjer genomgår splittring när atomen hålls i närvaro av ett yttre magnetfält. Zeeman-effekten är resultatet av samspelet mellan atomens magnetiska moment och det yttre magnetfältet.

Följande bild visar atomutsläppspektra för väte. När energi ges till en atom kan elektronerna absorbera energi och flytta till en högre energinivå. Men en högre energinivå är ett instabilt tillstånd för en atom. Därför kommer elektronen tillbaka till en lägre energinivå som frigör den absorberade energin. Detta ger en emissionsspektrallinje. Men när detta studeras under tillämpat magnetfält, kan vi se tre spektrallinjer i stället för en. Detta är Zeeman-effekten.

Figur 1: Utsläppsspektra för väte i frånvaro och närvaro av ett magnetfält

Typer Zeeman Effect

Det finns tre typer av Zeeman-effekt. De är normal effekt, avvikande effekt och diamagnetisk effekt. De normal Zeeman effekt orsakas av interaktionen med det orbitala magnetiska momentet. De anomalös Zeeman effekt orsakas av interaktionen med kombinerade orbital och inneboende magnetiska moment. De diamagnetisk Zeeman effekt orsakas av interaktionen med det fältinducerade magnetiska momentet.

Vad är Stark Effect

Stark effekt är splittringen av spektrallinjer observerade när de utstrålande atomer, joner eller molekyler utsätts för ett starkt elektriskt fält. Denna effekt upptäcktes först av den tyska forskaren Johannes Stark. Effekten namngavs efter honom. Stark-effekten kan innefatta både skiftning och splittring av spektrallinjer. Det elektriska fältet polariserar först atomen och sedan interagerar med det resulterande dipolmomentet.

Figur 2: Stark uppdelning i väte

Typer av stark effekt

Stark effekt uppstår på grund av samspelet mellan atomens elektriska moment och det externa elektriska fältet. Denna effekt kan observeras i två typer som linjär Stark effekt och kvadratisk Stark effekt. De linjär Stark effekt uppstår på grund av ett dipolmoment som uppstår av en naturligt förekommande icke-symmetrisk fördelning av elektrisk laddning. De kvadratisk Stark effekt uppstår på grund av ett dipolmoment som induceras av det yttre fältet.

Skillnad mellan Zeeman Effect och Stark Effect

Definition

Zeeman Effekt: Zeeman-effekten beskriver splittringen av spektrallinjerna hos en atom i närvaro av ett starkt magnetfält.

Stark Effekt: Stark effekt är splittringen av spektrallinjer observerade när de utstrålande atomer, joner eller molekyler utsätts för ett starkt elektriskt fält.

Tillämpat fält

Zeeman Effekt: Zeeman-effekten kan observeras i ett applicerat magnetfält.

Stark Effekt: Stark effekt kan observeras i ett applicerat elektriskt fält.

Orsak

Zeeman Effekt: Zeeman-effekten är resultatet av samspelet mellan atomens magnetiska moment och det yttre magnetfältet.

Stark Effekt: Stark effekt uppstår på grund av samspelet mellan atomens elektriska moment och det externa elektriska fältet.

Slutsats

Zeeman-effekten upptäcktes av en nederländsk forskare Pieter Zeeman. Stark effekt upptäcktes av de tyska forskarna Johannes Stark. Huvudskillnaden mellan Zeeman-effekten och Stark-effekten är att Zeeman-effekten observeras i närvaro av ett yttre magnetfält medan Stark-effekt observeras i närvaro av ett externt elektriskt fält.

referenser:

1. "Zeeman effect." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, ink., 20 juni 2011, Tillgänglig här.
2. "Zeeman Effect in Hydrogen." Zeeman Effect, tillgänglig här.

Image Courtesy:

"Stark splitting" (Public Domain) via Commons Wikimedia