Anizotrop muhitda yorug‘likning tarqalishi

4. Zeyeman va Shtark effektlari

Qutblanish tekisligining tashqi magnit maydoni ta’sirida aylanishi bilan bir qatorda yana bir muhim effekt XIX asr oxirida Zeyeman tomonidan kashf qilindi. Aynan tashqi magnit maydoniga joylashtirilgan nurlanuvchi modda spektral chiziqlarining ajralishi kuzatildi. U quyidagicha: agar magnit maydon induksiya chiziqlari bo‘ylab qaralsa (aytaylik Z o‘qi bo‘ylab) 2 ta spektral chiziq ko‘rinadi (12.5-rasm a). Ular qarama qarshi yo‘nalishdagi aylanma qutblangan yorug‘lik nurlari bo‘lib, chastotalari mos ravishda ₀ (₀ – tashqi maydon bo‘lmagandagi chastotasidir) (12.5-rasm b). Agar magnit maydon induksiya chiziqlariga perpendikulyar holda qaralsa chiziqli qutblangan yorug‘likning 3 ta spektral chizig‘i ko‘rinadi. Ulardan birining chastotasi ₀ va Z o‘qi yo‘nalishida tebranuvchi elektrik vektor bo‘lib, qolgan 2 tasi ₀ chastotali Z o‘qiga perpendikulyar ravishda tebranuvchi va kuzatish yo‘nalishi elektr vektorlaridir (12.5-rasm b). Bunda chastota o‘zgarishi quyidagiga teng:

bu yerda е va m lar mos ravishda elektronning zaryadi va massasi. В – tashqi maydon induksiyasi. Chastota o‘zgarishi uncha katta emas. В= 0,5 Tl bo‘lganda  = 4∙10¹⁰ s ^-1 , ko‘zga ko‘rinuvchi nurlar uchun  4∙10¹⁵ s ^-1 bo‘lib, chastotasining nisbiy o‘zgarishi /₀=10^-5, ya’ni juda kichik kattalikdir.
а)
б)
в)
12.5-rasm
Oddiy Zeyeman effektini Lorens nazariy tushuntirdi. Bu nazariyaga asosan atomda elektronlar mumkin bo‘lgan yo‘nalishda qutblangan ₀ chastotali garmonik tebranib, xuddi shunday chastotali elektromagnit nurlar chiqaradi. Elektronning murakkab harakatini Z o‘qi bo‘ylab tebranma va XOY tekislikda aylanma harakatlari yig‘indisi deb qarash mumkin. XOY tеkislikdа aylanma harakati bir xil ehtimollik bilan 2 xil soat strelkasi bo‘ylab va soat strelkasi yo‘nalishiga qarshi bo‘lishi mumkin (12.5-rasm, b). Induksiyasi 0 dan В gacha ortib boruvchi tashqi magnit maydonda Faradey elektr yurituvchi kuch induksiyasi yuzaga kelib, elektronning tezlanish bilan harakatlanishiga, ya’ni energiyasining o‘zgarishiga olib keladi. Maydonning ortish vaqti elektronning xususiy aylanish davriga nisbatan har doim katta bo‘ladi. Elektronning orbita radiusi o‘zgarmasdan chastotasi orta boradi. Chastotasining o‘zgarishi:
 =  В∙е/2m
Bu tajriba bilan mos keladi. Z o‘qi bo‘ylab elektronning qutblangan bunday bir-biriga qarama-qarshi aylanma harakati kuzatiladi.
Y o‘q bo‘ylab kuzatganimizda aylanma qutblanishga mos nurlanish o‘rniga, X yo‘nalishda tebranuvchi ₀   chastotali nurlanish, hamda Z o‘q bo‘ylab tebranuvchi chastotasi o‘zgarmaga ₀ chastotali nurlanishlar chiziqlari ko‘rinadi. Agar boshlang‘ich spektral chiziqlari juda murakkab strukturaga ega bo‘lsa, Zeeman effekti murakkablasha borib uni faqat kvant mexanikasi yordamida tushuntirish mumkin.
Agar nurlanuvchi atomlar tashqi elektr maydoni ta’sirida bo‘lganda ham spektral chiziqlarni ajralishi kuzatiladi. Bu effektni birinchi marta 1913 yilda Shtark kuzatdi. Shtark effekti kuchli elektr maydonni talab qiladi. Uning qonuniyatini faqat kvant mexanikasi tushuntiradi.

Nazorat uchun savollar

1. 
   Qutblovchi va analiz (analizator) qiluvchi qurilmalarni tushuntiring.
   
2. 
   Analizatropiyani sun’iy ravishda hosil qilishni tushuntiring.
   
3. 
   Kerr effektini tushuntiring.
   
4. 
   Kotton-Muton hodisasini tushuntiring.
   
5. 
   Qutblanish tekisligini aylanishini tushuntiring.
   
6. 
   Saxarometr nima?
   

7. Qutdlanish tekisligini magnit maydonida aylanishini tushuntiring.