Diskussion:Zeeman-Effekt

Beispielsweise (trau mich aber nicht zu ändern)

"Schaltet man nun ein Magnetfeld ein, so erkennt man beispielsweise drei Wellenlängen." - Wenn man schon "beispielsweise" schreibt, sollte man auch ein echtes Beispiel bringen. Z.B.: Cadmium beim Übergang vom 5d zu 5p-Orbital. -pat (nicht signierter Beitrag von 91.6.42.52 (Diskussion | Beiträge) 18:25, 23. Jan. 2007 (CET))

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Frage

Unter dem anomalen Zeeman-Effekt steht: "auf die Herleitung des magnetischen Momentes des Spins muss verzichtet werden." Wieso muss darauf verzichtet werden?? Komisch ausgedrückt. Hatte da jemand keinen Bock das herzuleiten oder ist das nicht möglich, oder was? (nicht signierter Beitrag von 84.61.30.3 (Diskussion | Beiträge) 19:57, 4. Jul. 2005 (CEST))

Die Herleitung ist natürlich schon möglich aber doch etwas ausufernder und trägt wahrscheinlich nur zur Verwirrung der Leser bei. Der Vollständigkeit halber sollte sie imho schon drin stehn. Werde das mal machen, wenn ich Zeit habe. -Polariton 17:41, 12. Feb 2006 (CET)

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Überarbeiten

Es sollte hervorgehoben werden, dass der normale Zeemaneffekt nur eine zufällige Übereinstimmung der Aufspaltung mit klass. Berechnungen war und nur der anomale die richtige Beschreibung liefert. --Cornholio 12:04, 30. Okt 2005 (CET)

Es ist nicht richtig, dass, wie im Artikel geschrieben, eine STARKES äußeres Magnetfeld wirkt. Dann würden nämlich Spin- und Bahnmagnetismus entkoppeln (vgl. Paschen-Back-Effekt). Oder irre ich? --Safe cracker (falsch signierter Beitrag von Safe cracker (Diskussion | Beiträge) 09:56, 21. Jan. 2009 (CET))

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Spin-Bahn-Kopplung

Ich denke es sollte auf die unterschiedlichen Kopplungstypen, die es gibt, verwiesen werden, da die Bildung von J eben nicht immer gleich abläuft. (nicht signierter Beitrag von 84.62.177.245 (Diskussion | Beiträge) 10:39, 30. Mai 2006 (CEST))

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Hyperfeinstruktur

Der Zeemanneffekt der Hyperfeinstruktur, der bei sehr kleinen Feldern auftritt, wird noch nicht erwähnt. Das ist schade. -- 80.136.16.17 10:29, 19. Jun 2006 (CEST)

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Messung von Magnetfeldern

Mit Hilfe des Zeeman Effektes lassen sich Magnetfelder in Sternatmosphären (insbesondere bei unserer Sonne) messen. Es wäre schön, wenn ausgeführt würde, wie dabei vorgegangen wird... (nicht signierter Beitrag von 141.33.192.198 (Diskussion | Beiträge) 14:50, 18. Aug. 2006 (CEST))

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Plagiat

wer auf der Seite der uni freiburg nachliest wird erstaunliche ähnlichkeiten finden. zufall? eher nicht

http://www.physik.uni-freiburg.de/~fromm/uni/Zeeman.pdf (nicht signierter Beitrag von 62.47.241.135 (Diskussion | Beiträge) 15:27, 30. Mai 2007 (CEST))

Wahrscheinlich ist der im Rahmen des Praktikums dort entstanden, wie der hanle-effekt-artikel von mir. macht ja nix, aber man könnte halt die uni freiburg als quelle angeben. (nicht signierter Beitrag von SirLD (Diskussion | Beiträge) 19:33, 3. Okt. 2007 (CEST))

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Quellen und verweise

Ich finde hier gehören mehr verweise und Quellen dazu (nicht signierter Beitrag von 80.130.69.33 (Diskussion | Beiträge) 23:20, 16. Mär. 2008 (CET))

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Anomal - anormal?

Nach meiner Literatur ist "anomal" richtig - auch nach meinem Verständnis(->Anomalie): Demtröder, Experimentalphysik 3, Springer. (nicht signierter Beitrag von 141.44.8.26 (Diskussion | Beiträge) 16:05, 2. Feb. 2009 (CET))

Stimmt, habe noch einen Typo entfernt

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nicht verständlich für mich

Hallo, die anschauliche Beschreibung ist irgendwie nicht anschaulich genug für mich. Die unterschiedlich orientierten magn. Momente in einem gas oder was auch immer richten sich aus bei der Anlegung eines ext. B-Feldes. OK. aber wenn diese ausrichtung für die versch. Wellenlängen verantwortlich ist, dann erwarte ich ein Band versch. Wellenlängen, da die ausrichtung der magn. momente ja von zig untersch. positionen erfolgt und nicht nur von 2 oder 3 positionen. Auch wenn ich das magn. Moment als vektor sehe und nur die projektionen entlang und senkrecht zu den magn. feldlinien betrachte, sollte doch jede erdenkliche länge des Projektionsvektors entlang oder senkrecht dabei sein und dementsprechend zu einer änderung der ursprünglichen wellenlänge führen. Also mein Problem ist, warum spaltet sich ein energieniveau in 2 oder mehr energieniveaus auf, wenn ich ein B-feld anlege??? Warum ist das Niveau nicht schon aufgespalten aufgrund des lokal erzeugten magnetfeldes (Elektron=bewegte elektrische ladung= erzeuger eines magn. Feldes) (nicht signierter Beitrag von Raytheon11 (Diskussion | Beiträge) 17:25, 9. Dez. 2009 (CET))

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Energieunterschied zweier benachbarter Energieniveaus

Der Energieunterschied zwischen zwei benachbarten Energieniveaus mj und mj-1 ergibt sich zu mj*gj*mu_B*B - (mj-1)*gj*mu_B*B = gj*mu_B*B

Die angegebene Energie entspricht der Zusatzenergie aus der Wechselwirkung mit dem Magnetfeld (nicht signierter Beitrag von 77.117.174.216 (Diskussion | Beiträge) 20:46, 1. Feb. 2010 (CET))

steht so da

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. --92.203.12.27 19:24, 30. Jul. 2012 (CEST)

Mathematischer Sinn?

Hier muss man beachten, dass magnetisches Moment \vec{\mu_J} und Drehimpuls \vec{J} = \vec L + \vec S wegen des anomalen Spinmomentes nicht mehr parallel sind (da g_s \approx 2\

Was hat der Faktor 2 damit zu tun, ob zwei Vektoren parallel sind oder nicht? Ist vielleicht gemeint, dass die Proportionalität zwischen Drehimpuls und Moment nicht mehr gegeben ist? (nicht signierter Beitrag von 132.187.3.240 (Diskussion) 18:09, 28. Jul 2010 (CEST))

viel. ich bilde sowohl mu_J als auch J aus einer linearkombination von L und S. da der linearfaktor vor dem S im einen fall eine 2 ist, sind deshalb beide vektoren nicht mehr parallel. dies ist ein erstmal verblüffendes ergebnis, da das magnetische moment der bahnbewegung proportional zum bahndrehimpuls ist, wohingegen das magn. moment durch den spin nicht proportional zu ebendiesem ist. 134.61.17.81 15:16, 13. Apr. 2011 (CEST)

Weiteres Beispiel: Zeeman-Effekt in der Laserkühlung

Ich finde ein weiteres sehr gelungenes Anwendungsbeispiel des Zeemaneffekts ist in der Laserkühlung zu finden. Dort wird mit Hilfe des Zeemaneffekts die Verschiebung der Energieniveaus durch den Dopplereffekt kompensiert (faszinierend, dass das funktioniert). Ich bin kein Experte auf dem Gebiet, aber vielleicht kann sich ja mal einer dieser Sache annehmen. Siehe auch englisches Wikipedia: Zeeman_slower--94.220.206.28 19:41, 18. Mai 2011 (CEST)

Habs erwähnt, sollte aber zunächst bei Laserkühlung ausgeführt werden - bisher dort nicht erwähnt (im Augenblick auch bei Magneto-optische Falle).--Claude J (Diskussion) 12:21, 5. Okt. 2012 (CEST)

Zeeman Rezeptor bei Tieren (?)

Ich bezweifle, dass Magnetrezeptoren die Zeeman-Aufspaltung detektieren. Bei B= 50e-6T (Erdmagnetfeld) unterscheiden sich die Energienieveaus um weniger als E<1e-9 eV. Die im Artikel kürzlich geäußerte Vermutung basiert auf diesem Artikel. Dantor 22:05, 19. Dez. 2011 (CET)

Artikel nicht abrufbar --92.203.12.27 19:18, 30. Jul. 2012 (CEST)

Anomaler Zeeman-Eff

Fehler: Anomalen Effekt gibts auch ohne Spin, denn "normal" wurde nur die Aufspaltung in 3 Linien genannt, weil die klassisch erklärt werden (Lorentz) konnte. (L=2 , S=0) spaltet 5fach auf- also anomal, aber ohne Beteiligung des Spin. Dieser Fehler steckte auch schon vorher im Text von mir. Sonst habe ich gar nichts gegen die Umformulierung von P. Gröbner, obwohl "wissenschaftlich klingen" im Hinblick auf OMA nicht das höchste Ziel sein darf.--jbn (Diskussion) 22:22, 23. Aug. 2012 (CEST)

Danke für Deinen auch bewundernswert selbstkritischen Hinweis. Mit "wissenschaftlich klingen" meinte ich übrigens nicht die physikalische Insider-Sprache, sondern einfach wissenschaftlichen Sprachgebrauch im Sinne von elaborierter Sprache. Das mit dem normal-anomalen Effekt kannst Du sicher kompetent richtigstellen. Gruß --Peter Gröbner (Diskussion) 08:19, 24. Aug. 2012 (CEST)

Getan, in Form des neuen Abschnitts "Entdeckung...", der mir auch sonst interessant erschien.--jbn (Diskussion) 23:08, 27. Aug. 2012 (CEST)

Neuerdings hab ich selber Zweifel an meinem Einwand bzgl. 5facher Aufspaltung im normelan Zeemaneffekt: Das Niveau L=2 tut das zwar 5fach, aber die Spektrallinien spalten nur 3fach auf, weil alle Verschiebungen gleich groß sind. --jbn (Diskussion) 12:25, 11. Sep. 2012 (CEST)

Anschauliche Erklärung

Ich finde den Text nicht so furchtbar gut anschaulich (welche OMA weiß denn schon, was longitudinal ist?) und hätte ihn ohnehin bald umgeschrieben, wenn nicht das ganze jetzt im neuen Abschnitt "Entdeckung ..." schon stünde, und zwar besser, wie ich glaube.--jbn (Diskussion) 23:07, 27. Aug. 2012 (CEST)

Ich hab longitudinalen und transversalen Zeemaneffekt damals eingefügt, weil ich mich daran aus dem Praktikum erinnerte. Ein Vergleich mit dem dtv und Spektrum Physik lexika zeigt mir, dass es dort nicht erwähnt ist. Hier wird es zwar jetzt erläutert, aber ohne Namensnennung, könnte man vielleicht als fussnote einfügen. Vielleicht könnte man noch den Begriff Lorentz-Triplett einführen (normaler Zeemaneffekt).--Claude J (Diskussion) 12:25, 5. Okt. 2012 (CEST)

Normaler Zeeman

Unter diesem Titel hab ich jetzt die klassische und eine einfache quantenmechanische Darstellung zusammengefasst, die ja vieles gemeinsam haben. Ob eine "vornehmere" qm-Formulierung gewünscht wird, hängt wohl von der Zielgruppe ab. Ich hatte hier mal nicht die Physik-Studis im Auge.--jbn (Diskussion) 15:02, 28. Aug. 2012 (CEST)

2fache Aufspaltung? 5-fache?

Beim Editieren des Artikels fällt mir meine Wissenslücke auf: weiß hier jemand, ob es bei den Linienaufspaltungen im Magnetfeld überhaupt mal ein Dublett oder eine ungerade Anzahl oberhalb 3 geben kann?--jbn (Diskussion) 15:54, 29. Aug. 2012 (CEST)

Das weiß ich nicht, aber man könnte erwähnen, dass bei Beobachtung des normalen Zeeman-Effekts in B-Feld-Richtung nur zwei Linien (zirkularer Polarisation) des Tripletts erscheinen, das sind die mit $E_{\text{mag}}=\pm \mu _{B}B$. Bei Beobachtung senkrecht zum B-Feld treten alle drei Linien auf, also auch die ohne Energieverschiebung. --PassPort (Diskussion) 10:51, 22. Sep. 2012 (CEST)

QM Erklärung

Ich habe die von Kondephy ergänzten Formeln zu Delta Omega zurückgesetzt, weil sie an dieser Stelle dem Gang der Argumentation störend vorauseilen. Vielleicht iegt es daran, dass ich Lehrbuchautor bin, wenn mich stört, dass BEgrifffe oder Symbole vor ihrer Einführung benutzt werden. Ich halte auch die Umschreibung auf Delta Lambda für komplett überflüssig. qKondephy: wenn DU das doch drin haben willst, füge es bitte weiter unten, aber nicht schon beim ersten Satz mit der ganz grundlegenden Erklärung des Gegensatzes zur klassischen Physik ein.--jbn (Diskussion) 02:29, 5. Okt. 2012 (CEST)

Anomaler Z-Effekt: doch äquidistant

@Kondephy: Solange von einem bestimmten (für alle m einheitlichen!) g-Faktor die Rede sein kann, ist die Aufspaltung als äquidistant anzusehen. Das ist natürlich immer nur die 1. Näherung, aber in ihrem Bereich höchst bestätigt. Falls Du mit "nicht äquidistant" den Beginn des Übergangs ins Paschen-Back-Gebiet gemeint hast, habe ich das dort jetzt hoffentlich gleich klarer hingeschrieben. UNd andere Fehler berichtigt.--jbn (Diskussion) 02:54, 5. Okt. 2012 (CEST)

Aufspaltung!

Hallo KaiMartin: bevor Du aus Aufspaltung wieder Verschiebung machst, belege das bitte mal. Ich kenne jedenfalls kein Beispiel, und es gibt auch einen ehemals berühmten Satz über die Spektroskopische Stabilität. Ich finde auch schade, dass Du die Veranschaulichung der Energieverhältnisse mit Hilfe des Spielzeugmagneten gestrichen hast, statt sie so zu verändern, dass Du sie richtig finden könntest. Ich überlege dazu mal was. --jbn (Diskussion) 16:18, 26. Mai 2013 (CEST)

Belege: Meschede, Demtröder, Tannoudij. Dazu einige Tausend Googlebooksfunde zu "Zeeman shift".

Aufspalten kann nur etwas, was zuvor vereinigt war. Diese Semantik ist damit nur sinnvoll, wenn man eine spektroskopische Linie als Subjekt nimmt und den Übergang vom Fall ohne äußere Felder zu einem mit äußeren Magnetfeld betrachtet. Die moderne Atomphysik nimmt aber etwa seit den quantenmechanischen Durchbrüchen von Schrödinger, Dirac und Co. nicht spektroskopische "Linien" als Grundelement, sondern Zustände. Entsprechend wird jeder einzelne Zustand nicht "aufgespalten", sondern "verschoben". Das gilt insbesondere für die ernsthaft moderne Atomphysik, wie sie sich seit zwei bis drei Jahrzehnten unter der Bezeichnung "Quantenoptik" präsentiert. Und selbst wenn man bei den Linien bleibt, wird die Rede von einer Aufspaltung zur Stilblüte, wenn man ein Level-Crossing durch den Zeeman-Effekt beschreibt. Siehe zum Beispiel den Hanle-Effekt

Meta: Bitte nimm einfach mal an, dass ich weiß, wovon ich schreibe, wenn ich eine Formulierung ändere.---<)kmk(>- (Diskussion) 22:30, 28. Mai 2013 (CEST)

Das tu ich gerne, nach wie vor. Es stand aber zu lesen: "Verschiebung von Spektrallinien". Das ist ja nun berichtigt.--jbn (Diskussion) 13:11, 29. Mai 2013 (CEST)

Hmmm, ich finde Aufspaltung darf ruhig auch in der Einleitung auftauchen is lt. Google Books ja auch nicht deutlich unüblicher (deutlich=Größenordnung) in der üblichen Literatur (Bergamnn-SChäfer, Tipler, Demtröder, Schwabl), zumal jetzt am Anfang der Einleitung von Verschiebung die Rede ist, dann aber am Ende des 4. Satzes wieder von Aufspaltung. Zumal kommt Aufspaltung im Artikel sehr häufig vor und zumindest bei der Aufhebung einer Entartung ist "Aufspaltung" in gewissem Sinne durchaus auch auf Zustände ganz gut anwendbar ;-)

Ich denke ihr solltet Euch darauf einigen, welche Wortwahl der ARtiel wählt, also ob's über verschobene Zustände (mit "Aufspaltung" der Energieterme entarteter Zustände) und der daraus folgenden Aufspaltung der Spektrallinien, oder andersrum erklärt wird! Und dann alles anpassen. So spricht z.B. auch die Einleitung nicht von Aufspaltung, die 1. Bildunterschrift neben der Einleitung aber schon ... alles etwas verwirrend, oder?

Meta: Diskutiert das doch erstmal aus, bevor jeder im Artikel hin- und herschreibt oder revertiert ... --Jkrieger (Diskussion) 16:41, 29. Mai 2013 (CEST)

Ich wäre da spontan für den additiven Kompromiss, etwa so:

Der Z-Eff. ist die Aufspaltung von Spektrallinien .... er entsteht durch die unterschiedliche Verschiebung von Energieniveaus einzelner Zustände durch ein Magnetfeld.

--jbn (Diskussion) 12:15, 30. Mai 2013 (CEST)

Ich fände das sehr gut ... schon weil der "Effekt" ursprünglich für die Linien beschrieben wurde und man die Erklärung nachgeliefert hat ... diese historische Abfolge darf mMn durchaus auch in die Einleitung ... außerdem meine ich mich zu entsinnen, dass während meiner Diplomarbeit (experimentelle Atomphysik, BEC/Fermi-Kondensate, Zeemann-Slower ;-) durchaus so häufig von Zeemann-Aufspaltung die Rede war, wie von Z-Verschiebung ;-) --Jkrieger (Diskussion) 13:01, 30. Mai 2013 (CEST)

gyromagnetisches Verhältnis

Die Definition des gyromagnetischen Verhältnisses in diesem Artikel ist nicht konsisten mit dem Hauptartikel zum gyromagnetischen Verhältnis. Hier ist der Lande Faktor nicht im gyromagn. Verhältnis berücksichtigt, obwohl der Lande Faktor in der Definition des gyromagn. Verhältnis vorkommen sollte. (nicht signierter Beitrag von 46.5.0.153 (Diskussion) 11:09, 17. Sep. 2014 (CEST))

Hhmmm ... für den reinen Bahndrehimpuls schon. ich habe die Klammer um eine explizite Erwähnung anomaler gyrom. Verhältnisse erweitert. Besser? --Jkrieger (Diskussion) 12:33, 17. Sep. 2014 (CEST)

Fürs erste jedenfalls besser so. Bei genauem Lesen stellt man fest, dass in beiden Artikeln drei Ausdrücke im Gebrauch sind: gyromagn. Konstante, Verhältnis, Faktor. Bei genauem Wortgebrauch besteht die angemahnte Inkonsistenz deshalb wohl gar nicht, aber man sollte das mal bereinigen.--jbn (Diskussion) 13:59, 17. Sep. 2014 (CEST)

Longitudinaler, transversaler Effekt

Wurde hier mal (unter anschauliche Diskussion) behandelt samt Abbildung (Polarisation...), wieso ist denn das wieder weggefallen ? (auf die dabei eingeführte sigma, pi Notation könnte in Polarisation verwiesen werden, wo noch ein Abschnitt in der Diskussion ist)--Claude J (Diskussion) 11:15, 8. Sep. 2017 (CEST)

Das muss ich gewesen sein, im Zuge einer Gesamtüberholung im August 2012. Ich gucke es mir nochmal an, oder willst Du das gleich selber reparieren? --jbn (Diskussion) 15:27, 8. Sep. 2017 (CEST)

Im Abschnitt Normale Z-Effekt#klass. Erklärung ist das jetzt alles (wieder) drin, hoffe ich. --jbn (Diskussion) 22:22, 8. Sep. 2017 (CEST)

Anomaler Zeeman-Effekt /Breit-Rabi-Formel

Hallo, ich habe einen Änderungsvorschlag für den Abschnitt anomaler Zeeman-Effekt, aber bin nicht sicher ob er da am besten passt. Andere Vorschläge sind willkommen! Anlass ist, dass ich den bislang verwaisten Artikel Breit-Rabi-Formel an den Rest der WP anbinden will und da diese einen Linienaufspaltung im Magnetfeld beschreibt und gerade zwischen den beiden im hiesigen Abschnitt bisher behandelten Fällen sehr kleinen und sehr grossen Feldes interpoliert. Allerdings bezieht sie sich auf Systeme mit Kernspin, sodass evt. die Ergänzung vllt besser dorthin passt.... Unabhängig von dieser Formel fehlt mE eine Erwähnung, dass es auch Verschiebungen gibt, die weder linear noch quadratisch sind. Textvorschlag (z.B: als dritter Unterabschnitt "Allgemeiner Fall" im Abschnitt Anomaler Zeeman-Effekt):

Im allgemeinen wird die Anzahl der Linien und die funktionale Abhängigkeit ihrer Aufspaltung im Magnetfeld durch die magnetischen Momente von Bahndrehimpuls, Spin und Kernspin sowie deren Kopplung untereinander bestimmt. Die lineare oder quadratische Abhängigkeit gilt nur in Grenzfällen, in denen Störungstheorie erster oder zweiter Ordnung anwendbar ist. Für den Fall verschwindenden Bahndrehimpulses kann die Breit-Rabi-Formel herangezogen werden.

--Qcomp (Diskussion) 14:49, 16. Jan. 2018 (CET)

Normaler vs. anomaler Zeeman-Effekt

Ich finde sehr schön, dass in dem Artikel endlich mal ausführlich erklärt wird, wie die Begriffe "normaler" und "anomaler Zeeman-Effekt" wissenschaftsgeschichtlich entstanden sind. In den meisten Lehrbüchern ist da nur ein vager Hinweis zu finden. Insbesondere wird auch erwähnt, dass sich die Bedeutung der Begriffe im Laufe der Zeit geändert haben.

Allerdings empfinde ich den wissenschaftsgeschichtlichen Einstieg beim Lesen des Artikels als sehr hinderlich, weil ich die Ganze Zeit hinterfragen muss, ob die Begriffe nun im Sinne ihrer historischen oder ihrer heutigen Definition genutzt werden. Da die meisten Leser sich vor allem für die heutigen Definitionen interessieren werden, würde ich den Artikel gerne umstellen. Da es sich dabei aber um einen ziemlich weitreichenden Eingriff handelt, will ich den Vorschlag erst hier ausdiskutieren.

Ich würde von einer phänomenologisch/experimentellen Beschreibung her anfangen, die auch für einen "Physik-Laien" sehr gut nachvollziehbar ist, dann auf dem Niveau eines Physik-Studierenden die Quantenmechanik kurz erläutern (ohne lange Herleitungen) und dabei die verschiedenen Varianten des Effektes voneinander abgrenzen. Dann würde ich einen Abschnitt zur Wissenschaftsgeschichte inklusive der klassischen Erklärung folgen lassen und mit den Anwendungen im Labor und einem Abschnitt "Zeeman-Effekt in der Natur" schließen. Letzterer umfasst dann die astronomischen Beobachtungen und den Magnetsinn von Tieren.

Ich verstehe den Reiz des aktuellen Ansatzes, der es einem Laien ermöglicht, dem Text möglichst lange zu folgen, indem zuerst die Wissenschaftsgeschichte und klassische Interpretation erläutert wird. Allerdings habe ich gestern den Artikel nur schnell überflogen, um etwas nachzuschauen. Mein Eindruck war dabei, dass da einige Definitionen ganz deutlich denen des Lehrbuchs, das ich gerade lese, widersprechen und ich dachte zuerst, der Artikel sei sehr fehlerhaft. Bei sorgfältigem Lesen ist mir dann aufgefallen, dass "nur" die historischen und gegenwärtigen Definition von "normaler" und "anomaler Zeeman-Effekt" im Artikel vermischt und die Begriffe "hohe" oder "mäßige" Feldstärke sehr freizügig und qualitativ verwendet werden. Dadurch ist es ohne Informationen aus anderen Quellen nahezu unmöglich, die heutigen Bedeutungen der Begriffe herauszuarbeiten. Diese sind:

• Der anomale Zeeman-Effekt bezieht sich auf schwache Felder (bis zu $Z^{4}$ T), wenn die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld schwächer als die Spin-Bahn-Wechselwirkung ist.
• Der Paschen-Back-Effekt kommt im Übergangsbereich zwischen anomalem und normalem Zeeman-Effekt zum Tragen.
• Der normale Zeeman-Effekt bezieht sich auf moderate Feldstärken (bis zu $10^{4}$ T), bei denen die Spin-Bahn-Wechselwirkung vernachlässigt werden kann.
• Wenn der quadratische Term in der Wechselwirkung mit dem Magnetfeld nicht mehr vernachlässigt werden kann (in den drei anderen Fällen ist dieser vernachlässigt), spricht man vom quadratische Zeeman-Effekt. Manchmal werden die ersten drei Effekte oben auch als linearer Zeeman-Effekt bezeichnet. Der quadratische Effekt tritt entweder bei hohen Feldstärken auf (wie etwa an der Oberfläche von weißen Zwergen oder Neutronensternen), oder bei hohen Werten der Hauptquantenzahl $n$ in Rydberg-Atomen.

Die Definitionen sind zusammengestellt aus "Atomic Structure: Multiconfiguration Hartree-Fock Theories" von G. W. F. Drake (Seiten 228 - 231) und "Physics of Atoms and Molecules" von B. H. Bransden und C. J. Joachain (2. Auflage; Seiten 287 - 304). Die etwas exotischeren Fälle des quadratischen Zeeman-Effekts bei sehr hohen Feldern, wenn man das Coulomb-Potential vernachlässigen kann, braucht man im Artikel nicht zu erwähnen.

--Alpha six (Diskussion) 13:39, 25. Apr. 2020 (CEST)

Hallo Alpha six: Ich bin wohl Hauptautor hier und bin gerade über Deine Anregung gestolpert. Nur zu, it's a wiki (aber Du bist ja schon länger dabei als ich). Meine Spezialkenntnisse zum Lemma sind vielleicht auch schon etwas angestaubt. (Den Drake konnte ich übrigens in keinem Katalog finden.) Wenn Du den Artikel umstrukturieren willst, vielleicht auf Benutzer:Alpha_six/Sandkasten einen vollständigen Entwurf machen? Ich lese dann mit. --Bleckneuhaus (Diskussion) 14:08, 25. Apr. 2020 (CEST)

Hallo @Bleckneuhaus: Es hat zugegeben ein bisschen lange gedauert eineinhalb Tage hierfür zu finden, aber gestern und heute bin ich endlich dazu gekommen, den Artikel umzustellen und zu überarbeiten. Am Anfang steht nun eine Beschreibung des Phänomens, die den Anspruch haben sollte, mit Abiturwissen Physik und Chemie nachvollziehbar zu sein und agnostisch bezüglich des Atommodells ist (daher verzichte ich in diesem Abschnitt auch auf die Verwendung der Quantenzahlen). Die quantenmechanische Erklärung habe ich dann versucht so zu schreiben, dass sie für Student:innen begleitend zur Theorievorlesung Atomphysik gut verständlich sein sollte. Dabei habe ich leider noch einige Aspekte entdeckt, die im aktuellen Artikel inkonsistent sind: oft wird die Beschreibung für das Wasserstoffatom mit der Beschreibung von Atomen mit $S=0$ und dem allgemeinen Fall des Mehrelektronen-Atoms vermischt. Daher musste ich der Übersichtlichkeit zuliebe leider vieles neu schreiben. Ich denke aber, alle Informationen aus dem gegenwärtigen Artikel nun vereinheitlicht für das allgemeine Mehrelektronen-Atom übertragen zu haben. Zum Ausgleich für die etwas unhandliche, allgemeine Form habe ich auch noch ein konkretes Beispiel anhand von Cadmium ergänzt, damit es ein bisschen greifbarer wird. Den Absatz zum quadratischen Zeeman-Effekt habe ich in seiner jetzigen Form nicht mehr zuordnen können und komplett ersetzt. Zuletzt habe ich die (Semi-)Klassische Erklärung etwas umgeschrieben: Die aktuelle Form, die sich über zwei Jahrzehnte entwickelt hat, ist im Bohrschen Atommodell nicht mehr wirklich sinnvoll, da der Bahndrehimpuls darin ja nicht auftaucht. Ich habe den Abschnitt daher an die Sommerfeld-Erweiterung des Bohrschen Atommodells angepasst. Ich hoffe, dass das sachlich noch korrekt ist. In meinem Sandkasten Benutzer:Alpha_six/Sandkasten findest Du jetzt die überarbeitete Version. Es wäre super, wenn Du die einigermaßen gegenlesen könntest. Sobald der Artikel aus dem Sandkasten in den Hauptartikel übertragen werden kann, würde ich auch gerne die Abbildung "Aufspaltungen der Wasserstoffniveaus unter Einfluss eines Magnetfeldes" korrigieren. Bei normalen Zeeman-Effekt spaltet das $n=1$ Niveau des Wasserstoff natürlich in ein Triplett auf, $n=2$ in ein Quintett und so weiter. In der Abbildung ist links gegenwärtig die Aufspaltung von Parahelium ($S=0$) durch den normalen Zeeman-Effekt und rechts die Aufspaltung von Wasserstoff durch den anomalen Zeeman- und Paschen-Back-Effekt dargestellt. Oben habe ich den Titel vom Drake falsch kopiert. Der korrekte Titel des Gesamtwerks lautet "Springer Handbooks of Atomic, Molecular, and Optical Physics". Die Unterschiede sind im Bransden aber besser beschrieben; im Drake liegt der Fokus eher auf der Herleitung. --Alpha six (Diskussion) 20:58, 13. Apr. 2022 (CEST)

Hallo @Bleckneuhaus: Vielen Dank für Deine äußerst schnelles Gegenlesen. Du hast in den ersten Absätzen einige sehr gute Änderungsvorschläge gemacht, die ich größtenteils übernommen habe (nur die "Magnetisirung" war kein Tippfehler; im Titel der Publikation von Zeeman fehlt das "e" nach dem "i"; außerdem habe ich an einer Stelle des Wort "magnetfeldabhängig" nicht entfernt, wo Du es vorgeschlagen hattest). Den Abschnitt "Beschreibung des Effekts" halte ich für zwingend notwendig, da dieser den notwendigen Kontext für "Laienleser" ( = Person, die keine Grundvorlesung Atomphysik besucht oder besucht hat) herstellt. Ich kann die Befürchtung zwar nachvollziehen, dass Teile dieser grundlegenden Informationen aus ihrem Kontext genommen werden, weshalb wichtig ist, dass der Inhalt richtig und trotzdem verständlich ist. Ich bin daher sehr dankbar für Dein Feedback und die Anmerkungen zu den Fehlern, die sich eingeschlichen haben. Hauptauslöser, dass ich den Artikel überarbeiten will, ist ja gerade dass kein eindeutiger Kontext im Artikel hergestellt wird: es selten klar, ob es um ein Wasserstoff- oder Mehrelektronenatom, der wissenschaftshistorischen Interpretation oder den semi-klassischen Erklärungsversuch geht, wodurch viele Informationen innerhalb des Artikels im Laufe der Zeit in falschem oder zumindest unklarem Kontext gelandet sind. Ich bin der Meinung, dass ein Laienleser ohne eine ganz grundlegende Einordnung in die Atomphysik keine Chance hat, Informationen dem richtigen Kontext zuzuordnen, weshalb ich der Meinung bin, dass es eben nicht reicht, abstrakt auf andere, grundlegende Artikel zur Atomphysik zu verweisen. Zuerst den Sonderfall des Wasserstoffatoms zu behandeln und dann zum Mehrelektronen-Atom zu erweitern bietet dem Laien für das qualitative Verständnis des Zeeman-Effekts keinen Mehrwert. Leider beziehen sich aber viele für Laien geeignete Beschreibungen der Atomphysik-Grundlagen aber auf den Spezialfall des Einelektronen-Atoms. Meine Befürchtung ist, dass ein Laie beim Lesen des Artikels "Zeeman-Effekt" ohne diesen einleitenden Abschnitt zuerst anderswo bei einer Beschreibung des Einelektronen-Atoms für Laien landet und dann die qualitativen Aussagen zum Mehrelektronen-Atom im Zeeman-Artikel missversteht bzw. in den falschen Kontext stellt. Dieses Risiko, dass ein Laie den gesamten Artikel in einen falschen Kontext stellt schätze ich größer ein, als das das Risiko, dass ein Laie allgemeine atomphysikalische Inhalte aus diesem Artikel in einen anderen, falschen Kontext verpflanzt. In der "Quantenmechanischen Beschreibung" habe ich auf Deinen Wunsch hin eine kurze Beschreibung des magnetischen Moments eines freien Elektrons ergänzt. Das ist als Auffrischung zum magnetischen Moment vielleicht doch ganz hilfreich. Ich hatte es erst herausgenommen, weil es im Kontext eines Einelektronen-Atoms sehr hilfreich ist, für mehrere gebundene Elektronen aber verwirren kann, da der Spin der einzelnen Elektronen nicht immer eine Rolle spielen und dieser Teil damit eben nicht allgemeingültig ist (In einem Atom mit S=0 im Regime des normalen Zeeman-Effekts hebt sich die Kopplung der Elektronenspins mit dem Magnetfeld vollständig auf). Mit ein paar ergänzenden Worten zur Überleitung und einer Fußnote hierzu sollte es aber passen. Ich wäre Dir dankbar, wenn Du nochmal einen Blick auf meinen Entwurf werfen könntest. Der Abschnitt "Semi-klassisches Erklärungsmodell" bedarf in jedem Fall noch Überarbeitung; die "rosettenartigen Bahnen" sind in jedem Fall falsch, aber ich bin mir selber noch nicht ganz im Klaren, wie es richtig und anschaulich beschrieben wäre. Abbildungen wären in jedem Fall hilfreich. --Alpha six (Diskussion) 19:15, 1. Mai 2022 (CEST)

Hallo @Bleckneuhaus: Ich würde die Diskussion um den Artikel-Entwurf nochmal anstoßen... Gibt es da noch Nachbesserungsbedarf? --Alpha six (Diskussion) 13:18, 19. Sep. 2022 (CEST)

@Alpha six. Ich komme zur Zeit nicht oft ans www und habe dann auch meist was anderes zu tun. Ich habe mir aber Deinen Entwurf zur Qualitativen Erklärung eben nochmal angesehen und wiederhole meine Kritik aus meiner Bearbeitung vom 16.4., die ganz ernst gemeint ist:

Ich halte diese gedrängte Wiederholung von Grundlagen des Atommodells hier für überflüssig. Wenn schon, dann müssten die Sätze absolut korrekt sein, damit sie nicht aus dem hiesigen Zusammenhang gerissen für irgendwas falsches genommen werden können.

Viele Deiner Sätze sind nämlich immer noch nicht so richtig, wie sie (aus dem angegebenen Grund) hier sein müssen. Beispiele hatte ich schon damals aufgespießt. Ein Satz wie "Elektronen können sich nur in bestimmten, quantisierten Zuständen um den Kern herum aufhalten" ist einfach falsch, wenn man ihn als sichere Weisheit verstehen will, und darf nicht so stehen bleiben. Wir schreiben hier kein einführendes Lehrbuch zu dem einzigen Thema Zeemaneffekt, wo ungenaue Pauschalisierungen vielleicht in der Einleitung durchgehen könnten. Vielmehr steht dieser Artikel hier parallel zu vielen anderen, und zwischen ihnen dürfen sich keine Widersprüche herauslesen lassen. Deshalb sehe ich Deinen ganzen Ansatz nach wie vor mehr als kritisch. - Übrigens, meintest Du oben bei der Einteilung der verschiedenen Formen wirklich $10^{4}$ T? Sind das nicht ein paar Größenordnungen zuviel? Fazit: so nicht in den Artikel einbauen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 18:18, 25. Sep. 2022 (CEST)

Magnetsinn bei Tieren

Die Hypothese "dass ein Protein in der Netzhaut von Vögeln den Magnetsinn über den Zeeman-Effekt hervorruft" wird in der angebenen Quelle nicht belegt! Dort steht etwas von "paradoxen Quanteneffekts" aber nicht vom Zeeman Effekt. Man müsste dann schon in den zitierten Artbeiten (von David Keays) genauer nachschauen. Ich selbst habe erhebliche Zweifel, wenn ich an die Stärke des Erdmagnetfeldes im Bereich von $30\mu T$ und an typische Linienbreiten denke. ArchibaldWagner (Diskussion) 22:09, 5. Nov. 2020 (CET)

Als eine einschlägige Arbeit von David Keays habe ich A Putative Mechanism for Magnetoreception by Electromagnetic Induction in the Pigeon Inner Ear gefunden. Zeeman kommt wohl nicht drin vor. Kannst Du das auch mal checken? Gruß auch! --Bleckneuhaus (Diskussion) 23:06, 5. Nov. 2020 (CET)

Wahrscheinlich ist das gemeint, das Radikalpaar-Modell von Ritz, auch im Artikel Magnetsinn (dort ist wohl auch der Zeemaneffekt indirekt erwähnt wenn von Übergang von singulett zu triplett bei dem Radikal(paar) die Rede ist). Fragt sich nur ob das so ausgereift ist das es erwähnt werden sollte.--Claude J (Diskussion) 09:50, 6. Nov. 2020 (CET)

Danke für das Hinweis auf den Artikel in "nature communications", klingt nach recht interessanter aktueller Forschung. Ob das ganze noch unter Zeeman Effekt einzuordnen ist, hängt auch davon ab, ob man unter Zeeman Effekt allein schon die Aufspaltung atomarer (molekularer) Zustände bei Vorhandensein eines Magnetfeldes versteht oder ob hier zu auch die Streuung von Licht einzubeziehen ist. Was den Artikel betrifft sollte es höchstens als Hypothese (wenn auch sehr interessante) dargestellt werden, und dann so, dass es hier bei um Bindungszuständen eines Moleküls in einem Magnetfeld geht. Außerdem sollte dann eine bessere Refenrenz erwähnt werden. Wobei ich noch nicht sehe wie die Richtung dabei erkannt wird. Vielleicht kann man das ganze auch in einem kurzen Satz (ohne eigenen Abschnitt, und ohne Referenz) mit einem Verweis auf Magnetsinn#Cryptochrom-basierte_Magnetorezeption erwähnen.

Dabei frage ich mich, ob jemand hier auch mit ein paar Fakten über den Zeeman-Effekt bei Molekülen den Artikel bereichern kann. Ich kenne mich damit leider nicht aus. ArchibaldWagner (Diskussion) 10:43, 6. Nov. 2020 (CET)

!Abschnitt sofort gestrichen. Er schent keine Basis zu haben und stammt obendrein von Ohrnwuzler [1], den ich bei Taupunkt als üblen Störer kennenlernen durfte. --Bleckneuhaus (Diskussion) 12:09, 6. Nov. 2020 (CET)

erledigtErledigt Danke Bleckneuhaus, Claude J! von ArchibaldWagner (Diskussion) 16:32, 6. Nov. 2020 (CET)

Verbesserungsvorschläge

Hallo @Bleckneuhaus: Im Rahmen der Arbeitsliste bin ich auf den Zeeman-Effekt-Artikel gestossen. Ich möcht gerne Deine Meinung zu den folgenden Vorschlägen hören.

• Beim ersten Lesen (im Absch. Klassische Erklärung) von "Die vorher rein kreisförmige Bewegung des Elektrons wird dadurch zu einer Rosettenbahn. Sie enthält periodische Bewegungen des Elektrons in Richtungen parallel und senkrecht zum Magnetfeld. Harmonische Zerlegung zeigt, dass die Bewegung parallel zum Magnetfeld nicht beeinflusst wird und weiter mit der ungestörten Frequenz $\omega _{e}$ erfolgt. Die Bewegung senkrecht dazu enthält zwei entgegengesetzte Kreisbewegungen mit den Seitenbandfrequenzen $\omega =\omega _{e}\pm \omega _{L}$." war ich zuerst irritiert. Es hat etwas gedauert und brauchte einen Blick in den Budo "Mechanik" bis ich es verstanden hatte. Ich schlage vor die fragliche Stelle wie folgt zu formulieren: "Die vorher rein kreisförmige Bewegung des Elektrons wird dadurch zu einer Rosettenbahn. Eine harmonische Zerlegung zeigt, die Bewegungskomponente parallel zur Magnetfeldrichtung ist eine Schwingung mit einer Frequenz $\omega _{e}$ unabhängig von der Stärke des Magnetfeldes und gleich der Frequenz der ungestörten Kreisbahnbewegung. Die Bewegung senkrecht lässt sich als eine Summe von zwei entgegengesetzten Kreisbewegungen mit den Seitenbandfrequenzen $\omega =\omega _{e}\pm \omega _{L}$ beschreiben."  Ok
• In der Einleitung reißt das die ganze Breite füllende Bild den Text auseinander. Ich würde dieses Bild eher in den Abschnitt "Anormal Zeeman-Effekt" vielleicht vor den Abschnitt "Bei hoher Feldstärke " setzen. Stattdessen würde ich in der Einleitung ein Bild wie commons:File:ZeemanEffect.GIF positionieren.  Ok
• Weiter wäre ein Bild mit einem Beispiel der linearen Abhängigkeit von der Feldstärke nicht schlecht. Mich selber hat aber keines der bislang in Commons verfügbaren Bilder richtig überzeugt.
• Ebenso könnte ein Bild, das die Auswahlregel bei elektromagnetischer Strahlungsübergängen verdeutlicht, das Verständnis unterstützen. In der unter Weblinks erwähnten Bachelorarbeit findet sich ein Termschema von dem diamagnetischen Cd, dieses wird offenbar gerne in der Lehre benutzt.
• Zu den numerischen Größenordnungen des Effektes – in den Feynman Lectures II 34-3 finden sich die nützlichen Angaben ${\frac {q_{e}}{2m_{e}}}=1,4MHz/Gauss$ für das Elektron und ${\frac {q_{e}}{2m_{p}}}=0,76kHz/Gauss$ für das Proton. Mit ihnen kann man schnell die Größenordnung für ein gegebenes Magnetfeld für den Sichtbaren-, den Infrarot- und den Mikrowellen-Bereich des elektromagnetichen Spektrums abschätzen, bzw. den experimentellen Aufwand für Messungen überschlagen. Eine Tabelle mit typischen (Frequenz- und Magnet-)Werten für je einem Beispiel in einen Spektralbereich wird den Effekt weiter verdeutlichen. ' wäre schön, wenn das jemand ausarbeiten könnte.
• Im Abschnitt Anwendungen steht dort "Laborspektroskopie", wäre "Spektroskopie" da nicht besser? Außerdem findet sich dort auch das Stichwort NMR, Letzteres könnte auch in einem Abschnitt Biologie/Medizin stehen. Und hier wären vielleicht auch ein oder zwei Beispiele für "Zeeman Niveaus", die bei der NMR genutzt werden eine Bereicherung.

So nun bin ich gespannt auf Deine Meinung und hoffe auch ein bisschen, dass vielleicht noch andere Autoren mit Fachkenntnissen, den Artikel noch informativer machen. ArchibaldWagner (Diskussion) 12:13, 9. Nov. 2020 (CET)

Ah doch noch zwei Anmerkungen, erstens: in Spektroskopische Untersuchung des normalenZeeman-Effekts. (PDF) Technische Universität Braunschweig, S. 14, abgerufen am 31. Oktober 2020 (Beschreibung aus dem Grund- und Aufbaupraktikum der TU Braunschweig – Zeeman-Effekt am Cadmium-Atom).  werden auf S 4 in Abb. 1 die Polarisationen der Strahlung von den einzelnen Übergängen parallel und senkrecht zum Feld beim normalen Zeeman-Effekt dargestellt. Auch ein solches Bild im Artikel erleichtert ein tieferes Verständnis beim Leser.

zweitens: sollte der Satz "Historisch gesehen spielte der Zeeman-Effekt auch eine wichtige Rolle bei der Entdeckung des Elektrons – es fanden sich im Spektrum dieselben Ladung-zu-Masse-Verhältnisse wie in den Beobachtungen freier Elektronen durch Joseph John Thomson und andere, und Zeemans Beobachtungen fanden zuerst statt." nicht aus dem Abschnitt "Anwendungen" in den Abschnitt "Entdeckung und Bedeutung" verschoben werden? ArchibaldWagner (Diskussion) 12:34, 9. Nov. 2020 (CET)  Ok

Das klingt alles sehr sinnvoll! Mach mal. Ich frage umgekehrt mal, ob Du meine Änderungen in Atomkern und umzu verfolgst und was es da noch an Ideen geben könnte. Ich schöpfe gerade ziemlich vuiel nur aus meiner alten Physikausbildung. --Bleckneuhaus (Diskussion) 17:28, 9. Nov. 2020 (CET)

Bilder mit Polarisation der Strahlung senkrecht und parallel zum Magnetfeld waren schon mal im Artikel und sind in commons (Version 2009).--Claude J (Diskussion) 17:36, 9. Nov. 2020 (CET)

@Bleckneuhaus, Claude J: danke für die prompte Rückmeldung und den Hinweis auf die Version von 2009 mit dem Bild. Ich habe erst einmal drei kleinere Änderungen erledigt. Für die anderen habe ich die nächsten Wochen bislang keine Zeit eingeplant. Ich hoffe später darauf zurückzukommen, wenn sie nicht schon von anderen Autoren erledigt werden. Was den Atomkern betrifft, werde ich die nächsten Tage einmal drüber schauen, ich muss aber einschränkend sagen, dass mein Wissen über Kernphysik eher marginal ist. ArchibaldWagner (Diskussion) 17:16, 10. Nov. 2020 (CET)