Experimentalphysik III (Atomphysik)

10.3. Paschen–Back–Effekt 193
toren die Eigenwerte einsetzen, also �2J(J + 1) statt � J 2
usw. . Damit
〈 �µ J 〉 = − µ �
�
B J(J +1)+S(S +1)− L(L +1)
1+ 〈
�
2J(J +1)
� �� �
=gJ �= Landéscher g–Faktor
� J 〉 (10.2.1)
〈�µ J 〉 = − µ BgJ � 〈 � J 〉 (gemitteltes magnetisches Moment).
Wird nun das Magnetfeld eingeschaltet, so präzediert � J um � B. Die Zusatzenergie ist dann
E B = −〈�µ J 〉· � B = −〈�µ J 〉 z B,
wobei wir 〈 � J〉· � B = 〈J z 〉B gesetzt haben. Mit Obigem folgt dann:
E B = µ B g J
� 〈J z 〉B = µ B g J
� m J �B
E B = µ B g J m J B .
Wiederum spaltet jeder Term in 2J +1 äquidistante ” Magnetterme“ auf. Weiter hängt die
Aufspaltung vom Landé–Faktor g J ,derfür jedes Niveau verschieden sein kann, ab. Es ist:
∆E B = µ B g J B
Abb. 10.4: Anomaler Zeeman–Effekt. Aufspaltung der Linien D1 und D2 des neutralen Na–Atoms.
Dies ist das Aufspaltungsbild des Na D–Feinstruktur–Dubletts in 6+4 Linien. Die Polarisationen
und die Ausbreitungsrichtungen von π und σ–Licht verhalten sich wie beim normalen Zeeman–
Effekt.
Für den normalen Zeeman–Effekt (S =0)wirdgJ = 1 aus (10.2.1) und es gelten die Ausdrücke
des letzten Abschnitts.
10.3 Paschen–Back–Effekt
Wie wir in Kapitel 10.1 erwähnt hatten, erhalten wir im ” starken“ Magnetfeld eine andere
Aufspaltung, es tritt der Paschen–Back–Effekt auf. Die Frage ist nun, was ist ein ” starkes“