INTRO FISICA MODERNA FULL.pdf - Cosmofisica

138Efecto ZeemanAún cuando ya se ha bosquejado en qué consiste el efecto Zeeman al estudiar el átomo deHidrógeno, ahora lo estudiaremos con un poco más de detalle.Al analizar las líneas espectrales emitidas por los elementos, cuando éstos se encuentraninmersos en un campo magnético externo, se ha visto que una línea espectral puedesepararse en tres (en este caso lo llamamos efecto Zeeman normal) o en cuatro o máslíneas (efecto Zeeman anómalo). Para campos menores a décimas de Tesla eldesdoblamiento Zeeman es menor al desdoblamiento de estructura fina.Los desdoblamientos se producen debido a los momentos dipolares magnéticos de spin yorbitales de los electrones ópticamente activos (excepto para el estado 1 S 0 ). Los electronesque se encuentran en las sub-capas internas completamente llenas no tienen momentosdipolares magnéticos netos.En presencia de un campo magnético externo:r rΔ E = −μ⋅B extCada nivel del átomo se desdoblará en varias componentes discretas, correspondientes adiferentes valores de energía asociadas con las diferentes orientaciones cuantizadas delmomento dipolar magnético.r g r g r g r g rlμBlμBsμBsμBμ = − L1 − L2− ⋅⋅⋅ − S1− S2− ⋅⋅⋅h hh hdonde g l = 1 y g s = 2,r μμ = −hr rr r μ r rB[ L + L + ⋅⋅⋅)+ 2 ⋅ ( S + S + ⋅⋅⋅)] = − ( L´+ 2 ⋅ ´ )B(1 21 2SSe puede observar que r r r rμ no es paralelo a J´ = L´+ S´hSolo en el caso de que S r ´= 0 entonces r μ es anti-paralelo a J r´y los desdoblamientos deniveles de energía son muy simples (que hasta fueron explicados por la antigua teoría deLorentz) dados de acuerdo con la multiplicidad de l´ (Zeeman normal)Para el caso S r´≠ 0 (que representa el desdoblamiento Zeeman anómalo) escogemos laproyección de r μ en J r ´r μ rBμj= −gjJ´h