塞曼效应

塞曼效应是指：当原子置身于磁场中时，其谱线会分裂成几条彼此靠得很近的线。没有磁场时，电子角动量的不同朝向——也就是 m 的 2ℓ+1 个取值——都拥有相同的能量，因而只产生一条线。磁场打破了这种平局，把每一种朝向推向略有差异的能量，从而把一条线展开成一小族。

其成因十分直接。角动量携带一个磁矩，就像一根小小的条形磁铁，而磁铁与磁场对齐时能量较低、相对时能量较高。既然朝向是量子化的，这些能量移动也就是量子化的，每一个都正比于 m 与磁场强度。数一数由此产生的谱线条数，实际上就是在数 m 的允许取值——这是窥见空间量子化的一扇美妙而具体的窗。

塞曼效应由彼得·塞曼于一八九六年发现，它成为早期探测原子结构最锐利的手段之一，至今仍是一员主力，从测量遥远恒星与太阳黑子的磁场，到在实验室里操控原子，无不用到它。完整的故事还揭示了所谓的反常塞曼效应，其额外的分裂唯有把电子自旋纳入图景之后才能解释。