* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

103 ЗЕАКСАНТИН - ЗЕИН 104 З Е А К С А Н Т И Н — см. Каротиноиды. ЗЕЕМАНА Я В Л Е Н И Е — расщепление спектраль­ ных л н н н й атомов, молекул и кристаллов в магнитном поле на составляющие. Явление обусловлено расщеп­ л е н и е м н а тесно р а с п о л о ж е н н ы е п о д у р о в н и у р о в н е й э н е р г и и , п е р е х о д ы м е ж д у к - р ы м и д а ю т эти л и н и и ; т е р м и н 3. я . п р и м е н я ю т и к р а с щ е п л е н и ю с а м и х у р о в н е й энергии. Н а р я д у с переходами м е ж д у под­ уровнями двух р а з л и ч н ы х уровней, дающими составляющие спектральной линии, возможны пере­ ходы и между подуровнями о д н о г о и т о г о же уровня — м а г н и т н ы й р е з о н а н с , который наблюдается методами радиоспектроскопии. 3. я . о т к р ы т о П . З е е м а н о м в 1896 п р и и с с л е д о в а н и и спектра свечения паров н а т р и я . Д л я наблюдения 3. я . и с т о ч н и к с в е т а , и с п у с к а ю щ и й л и н е й ч а т ы й с п е к т р , располагается между полюсами мощного электро­ м а г н и т а ; п р и этом к а ж д а я с п е к т р а л ь н а я л и н и я р а с ­ щепляется на несколько составляющих. Расщепление весьма н е з н а ч и т е л ь н о и д л я м а г н и т н ы х п о л е й в 20— 30 т ы с . эрстед д о с т и г а е т л и ш ь н е с к о л ь к и х д е с я т ы х д о л е й а н г с т р е м а . П о э т о м у п р и и с с л е д о в а н и и 3. я . пользуются спектральными приборами высокой раз­ р е ш а ю щ е й с и л ы — ч а щ е и н т е р ф е р е н ц и о н н ы м и спект­ роскопами. Составляющие, на к-рые расщепляется спектральная линия, поляризованы. Если наблюдение п р о и з в о д и т с я п о п е р е к м а г н и т н о г о п о л я , то состав­ л я ю щ и е поляризованы линейно; если наблюдение п р о и з в о д и т с я в д о л ь м а г н и т н о г о п о л я , то с о с т а в л я ю ­ щие п о л я р и з о в а н ы по к р у г у в плоскости, перпенди­ к у л я р н о й к направлению магнитного п о л я . В п р о с т е й ш е м с л у ч а е ( р и с . 1) одна с о с т а в л я ю щ а я с п е к т р ал ь н о й л ин и и р а с п о л о ж е н а в том ж е м е с т е , „ где р а с п о л а г а л а с ь п е р в о н а ч а л ь н а я л и н и я , и две д р у г и е — симмет­ р и ч н о п о обе с т о р о н ы от н е е . Все |I —**три составляющие обнаруживают¬ ! ся л и ш ь п р и наблюдении поперек магнитного поля, причем для средней составляющей к о л е б а н и я электрич. вектора параллельны линиям магнитной напряженно­ 4v •4v сти ( я - к о м п о н е н т а ) , а д л я к р а й ­ н и х — перпендикулярны к линиям IO м а г н и т н о й н а п р я ж е н н о с т и ( а - к о м ­ a понента). При наблюдении вдоль п о л я видны (благодаря попереч-4v Mv» ности с в е т о в ы х к о л е б а н и й ) л и ш ь Рис. 1. две к р а й н и е с о с т а в л я ю щ и е ; со­ с т а в л я ю щ а я , с м е щ е н н а я в с т о р о н у б о л ь ш и х частот (в ф и о л е т о в у ю с т о р о н у с п е к т р а ) , п о л я р и з о в а н а по к р у г у п р о т и в ч а с о в о й с т р е л к и , а с м е щ е н н а я в сто­ р о н у м е н ь ш и х ч а с т о т (в к р а с н у ю с т о р о н у с п е к т р а ) — по ч а с о в о й с т р е л к е . У к а з а н н о е р а с щ е п л е н и е н а т р и составляющие называется простым, или нормаль­ н ы м , 3. я . В п о с л е д с т в и и в ы я с н и л о с ь , что п р о с т о е р а с ­ щепление спектральных линий на три составляющие наблюдается только в некоторых частных случаях, а т а к ж е в о ч е н ь с и л ь н ы х м а г н и т н ы х п о л я х . Обычно с п е к т р а л ь н ы е л и н и и р а с щ е п л я ю т с я не н а т р и , а н а б о л ь ш е е число с о с т а в л я ю щ и х (иногда до 20 и б о л ь ш е ) . Составляющие расположены симметрично относи­ тельно первоначальной линии и поляризованы так ж е , к а к и в случае простого р а с щ е п л е н и я , на три составляющие (я- и о-компоненты). Такое расщепле­ ние называют сложным (или аномальным) 3. я . Р а с с т о я н и е Av м е ж д у с о с т а в л я ю щ и м и в с л о ж н о м 3. я . р а в н о р а ц и о н а л ь н о й д р о б и от р а с с т о я н и я , 0 v k 0 0 — Eg — Я ц # где Ео— энергия атома в отсутствии поля, М-д — проекция д н а направление Я . Полный магнитный мо­ мент атома д, связан с его механич. моментом М: • ц = — g(e/2m c)M e c (1) где g(e/2m c) — магнетомеханпч. (или гиромагнитное) отно­ шение, g — т. н. множитель Ланде (фактор магнитного рас­ щепления, или g-фактор), с и т — заряд и масса электрона соответственно, с — скорость света. По общим законам кван­ товой механики проекция М д п о л н о г о момента М на направле­ ние поля может принимать только дискретные значения Mjj— = »nft/2ic; m = J , J — 1, — J , где J — квантовое число, определяющее полный момент количества движения атома. При данном J возможны 2J + 1 различных значений магнит­ ного квантового числа т. Б результате энергия атома в маг­ нитном поле равна E=E ^-gm^ H (2) где (ig = eft/2m c — м а г н е т о н Б о р а . Ур-ние (2) пока­ зывает, что уровень энергии атома с заданным значением J расщепляется в магнитном поле на 2J + 1 подуровней. P a r стояние между подуровнями равно gM Я , что при g — 1 дает (в единицах E/hc) 4,69-10-5 н слг-1--^Я/20 000 C J H - I . Величина g зависит от квантовых чисел, характеризующих уровень энергии атома. Расщепление спектральных линий определяет­ ся расщеплением комбинирующих уровней энергии атома в магнитном поле и правилами отбора Д т = 0, +1. Излу­ чаемые линии при Д т = 0 поляризованы параллельно&маг­ нитному полю (я-компокенты); при Д т = ± 1 — по кругу, в плоскости, перпендикулярной магнитному полю (а-компоненты). е 0 B e B Li_J 0 Типичный пример расщепления уровней энергии и соответствующего расщепления спектральной линии п р и в е д е н на р и с . 2. *^/j> Исследование карти­ ны зеемановского рас­ —*&/г щепления позволяет определить характери­ стики комбинирующих у р о в н е й , что имеет б о л ь ­ ш о е з н а ч е н и е д л я ин­ терпретации атомных спектров. Н а б л ю д е н и е 3. я . в молекулярных спектрах имеет м е н ь ш е е з н а ч е ­ ние, так к а к расшиф­ р о в к а э л е к т р о н н ы х пе­ о к а Мо о т. а а) Я = 0 реходов молекул произ­ Ь) я^о водится главным обра­ Рис. 2. зом по в р а щ а т е л ь н о й с т р у к т у р е . Kpoxie т о г о , н а б л ю д е н и е 3. я . в п о л о с а т ы х спектрах представляет большие экспериментальные т р у д н о с т и из-за с л о ж н о с т и р а с щ е п л е н и я и б л и з о с т и л и н и й в р а щ а т е л ь н о й с т р у к т у р ы . 3. я . в м о л е к у л я р ­ ных спектрах т а к ж е исследуется методами радио­ с п е к т р о с к о п и и . 3. я . м о ж н о н а б л ю д а т ь и в с п е к т р а х к р и с т а л л о в в том с л у ч а е , к о г д а эти с п е к т р ы имеют выраженную дискретную структуру. И з л о ж е н н о е выше о т н о с и т с я к а к к и с п у с к а н и ю , т а к и к п о г л о щ е н и ю с в е т а , т. е. п р и м е н и м о и к т. н а з . о б р а т н о м у 3. я- ( д л я л и н и й п о г л о щ е н и я ) . м I I Лит: Л а н д с б е р г Г. С , Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий.курс физики, т. 3); Б л ь я ш е в и ч М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Г о р д и Б . , С м и т Б. н Т р а м б а р у л о Р . , Радиоспектроскопия, пер. с англ., М., 1955; Б л ь я ш е в и ч М. А., Спектры ред­ ких земель, М., 1953; А р х а н г е л ь с к а я В. А., Ф е о ф и л о в I I . П., Оптика и спектроскопия, 1958, т. 4, вып. 5, с. 602; Handbuch der Physik, Bd 28, Б. [u. a.], 1957, S. 253—60, 296—325. в ы ч и с л е н н о г о д л я п р о с т о г о р а с щ е п л е н и я ; Av = Я Av , 0 где q к i — ц е л ы е числа. Современная теория 3. я. для атомов исходит из квантовой теории строения атома. Энергия атома, находящегося в маг­ нитном поле Н и имеющего магнитный момент и,, Е = З Е Й Н — б е л о к г р у п п ы проламинов, содержится в з е р н а х к у к у р у з ы ( 3 — 7 % ) . 3. н е р а с т в о р и м в воде и водных солевых р-рах, хорошо растворим в спирте. При электрофорезе и ультрацентрифугировании 3. разделяется на несколько ф р а к ц и й . Игоэлектрическая точка 3. н а х о д и т с я п р и р Н 6,2, к о э ф ф . седимен­ т а ц и и 1,9 S (единиц С в е д б е р г а ) , м о л . в . о к . 50 000. Ориентировочный х и м и ч . состав г и д р о л и з а т о в 3. (в % ) : о б щ и й азот 16,2; а м м и а к 3,0; а л а н и н 11,5; серии 7,8; т р е о н и н 3,0; в а л и н 3,0; л е й ц и н 24,0; изо-