季曼效應（Zeeman effect）

把原子放入外加磁場，它的譜線便分裂成數條緊鄰的線。原因很直觀：原子因電子的軌道與自旋角動量而帶有磁矩，磁鐵在磁場中具有隨方向而變的能量，於是原本在方向上簡併的態如今在能量上散開。季曼（Pieter Zeeman）在 1896 年看見此現象並獲諾貝爾獎；磁場本身的強度就寫在原子的光譜上。

此交互作用為 H = (mu_B/hbar)(L + g_s S)·B，其中 mu_B 是波耳磁子、g_s ≈ 2 是電子自旋 g 因子。在弱場區（磁場相較於精細結構為小），J 仍是良好量子數，每個能階位移 Delta E = g_J mu_B m_J B，把一個能階分裂為 2J+1 個等間距的 m_J 子能階。朗德 g 因子 g_J = 1 + [j(j+1) + s(s+1) - l(l+1)]/[2 j(j+1)] 編碼了軌道與自旋磁矩如何投影到 J 上。在強場極限（帕申-巴克區），磁場壓過自旋-軌道耦合，L 與 S 解耦，圖樣又再度簡化。

季曼效應是基礎的診斷工具：它量測太陽黑子與遙遠恆星的磁場、支撐磁共振與原子鐘，並提供雷射冷卻與捕陷所利用的 m_F 子結構。歷史上決定性的一點是對名稱的誠實：「正常」季曼效應——簡單、古典可預測的三重線——只在總自旋 S = 0 時出現。有自旋存在的一般情形給出更豐富的「反常」圖樣，是古典物理無法解釋的，也是電子帶有自旋最早、最有力的線索之一。