Verschil tussen Zeeman-effect en Stark-effect

Belangrijkste verschil - Zeeman-effect versus Stark-effect

Zeeman-effect en Stark-effect zijn twee concepten in de chemie die eind 1900 door wetenschappers werden ontdekt. Het Zeeman-effect en het grimmige effect kunnen worden waargenomen met betrekking tot de atomaire spectra van een atoom. Atoomspectra kunnen absorptiespectra of emissiespectra zijn. Wanneer energie aan atomen wordt gegeven, raken de atomen opgewonden en bewegen elektronen naar hogere energieniveaus door deze energie te absorberen. Deze absorptie geeft de absorptiespectra. Omdat een hoger energieniveau echter niet stabiel is, vallen deze elektronen terug naar het niveau van de grondenergie, waardoor de geabsorbeerde energie wordt vrijgegeven als straling. Dit resulteert in emissiespectra. Het belangrijkste verschil tussen het Zeeman-effect en het Stark-effect is dat Het Zeeman-effect wordt waargenomen in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld, terwijl het Stark-effect wordt waargenomen in de aanwezigheid van een extern elektrisch veld.

Key Areas Covered

1. Wat is het Zeeman-effect
      - Definitie, verschillende typen
2. Wat is Stark Effect
      - Definitie, verschillende typen
3. Wat is het verschil tussen Zeeman-effect en Stark-effect
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: absorptie, afwijkend Zeeman-effect, Atoomspectrum, Diamagnetisch Zeeman-effect, Elektromagnetische straling, Emissie, Lineair Stark-effect, Magnetisch veld, Magnetisch moment, Normaal Zeeman-effect, Kwadratisch Stark-effect, Stark Effect, Zeeman-effect

Wat is het Zeeman-effect

Het Zeeman-effect beschrijft de splitsing van de spectraallijnen van een atoom in de aanwezigheid van een sterk magnetisch veld. Het is vernoemd naar de Nederlandse wetenschapper Pieter Zeeman. Dit effect beschrijft het effect van een magnetisch veld op atomen of ionen. Laten we nu eens kijken wat een spectraallijn is.

Een atoomspectrum is het spectrum van frequenties van elektromagnetische straling die worden geëmitteerd of geabsorbeerd tijdens overgangen van elektronen tussen energieniveaus binnen een atoom. Emissies leiden tot emissiespectra en absorptie leidt tot absorptiespectra. Dit spectrum is een kenmerkende eigenschap van elementen. Het spectrum bestaat uit een verzameling spectraallijnen voor elke emissie / absorptie. Elke spectraallijn staat voor het energieverschil tussen twee energieniveaus van het atoom. Pieter Zeeman merkte op dat deze spectraallijnen splitsing ondergaan wanneer het atoom in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld wordt gehouden. Het Zeeman-effect is het resultaat van de interactie tussen het magnetische moment van het atoom en het externe magnetische veld.

De volgende afbeelding toont de atomaire emissiespectra voor waterstof. Wanneer energie aan een atoom wordt gegeven, kunnen de elektronen energie absorberen en naar een hoger energieniveau gaan. Maar een hoger energieniveau is een onstabiele toestand voor een atoom. Daarom komt het elektron terug naar een lager energieniveau waardoor de geabsorbeerde energie vrijkomt. Dit geeft een emissie spectraallijn. Maar wanneer dit wordt bestudeerd onder toegepast magnetisch veld, kunnen we daar drie spectraallijnen zien in plaats van één. Dit is het Zeeman-effect.

Figuur 1: Emissie Spectra voor waterstof in de afwezigheid en de aanwezigheid van een magnetisch veld

Typen Zeeman-effect

Er zijn drie soorten Zeeman-effecten. Dit zijn het normale effect, het abnormale effect en het diamagnetische effect. De normaal Zeeman-effect wordt veroorzaakt door de interactie met het orbitale magnetische moment. De afwijkend Zeeman-effect wordt veroorzaakt door de interactie met gecombineerde orbitale en intrinsieke magnetische momenten. De diamagnetisch Zeeman-effect wordt veroorzaakt door de interactie met het veldgeïnduceerde magnetische moment.

Wat is Stark Effect

Een sterk effect is het splitsen van spectraallijnen die worden waargenomen wanneer de stralingsatomen, -ionen of -moleculen worden onderworpen aan een sterk elektrisch veld. Dit effect werd voor het eerst ontdekt door de Duitse wetenschapper Johannes Stark. Het effect is naar hem vernoemd. Het Stark-effect kan zowel verschuiving als splitsing van spectrale lijnen omvatten. Het elektrische veld polariseert eerst het atoom en gaat vervolgens een interactie aan met het resulterende dipoolmoment.

Figuur 2: Stark splitsen in waterstof

Soorten Stark Effect

Een sterk effect ontstaat door de interactie tussen het elektrische moment van het atoom en het externe elektrische veld. Dit effect kan in twee typen worden waargenomen als lineair Stark-effect en kwadratisch Stark-effect. De lineair Stark effect ontstaat als gevolg van een dipoolmoment dat ontstaat uit een natuurlijk voorkomende niet-symmetrische verdeling van elektrische lading. De vierkantig Schril effect ontstaat als gevolg van een dipoolmoment dat wordt geïnduceerd door het externe veld.

Verschil tussen Zeeman-effect en Stark-effect

Definitie

Zeeman-effect: Het Zeeman-effect beschrijft de splitsing van de spectraallijnen van een atoom in de aanwezigheid van een sterk magnetisch veld.

Stark Effect: Grimmig effect is het splitsen van spectrale lijnen die worden waargenomen wanneer de stralingsatomen, ionen of moleculen worden onderworpen aan een sterk elektrisch veld.

Toegepast veld

Zeeman-effect: Het Zeeman-effect kan worden waargenomen in een toegepast magnetisch veld.

Stark Effect: Grimmig effect kan worden waargenomen in een toegepast elektrisch veld.

Oorzaak

Zeeman-effect: Het Zeeman-effect is het resultaat van de interactie tussen het magnetische moment van het atoom en het externe magnetische veld.

Stark Effect: Een sterk effect ontstaat door de interactie tussen het elektrische moment van het atoom en het externe elektrische veld.

Conclusie

Zeeman-effect werd ontdekt door een Nederlandse wetenschapper Pieter Zeeman. Grimmig effect werd ontdekt door de Duitse wetenschappers Johannes Stark. Het belangrijkste verschil tussen het Zeeman-effect en het Stark-effect is dat het Zeeman-effect wordt waargenomen in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld, terwijl het Stark-effect wordt waargenomen in de aanwezigheid van een extern elektrisch veld..

Referenties:

1. "Zeeman-effect." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 20 juni 2011, hier beschikbaar.
2. "Zeeman-effect in waterstof." Zeeman-effect, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

"Stark splitsen" (Public Domain) via Commons Wikimedia