Differenza tra l'effetto Zeeman e l'effetto Stark

Differenza principale - Effetto Zeeman contro effetto Stark

Effetto Zeeman e Effetto Stark sono due concetti in chimica che furono scoperti dagli scienziati verso la fine del 1900. L'effetto Zeeman e l'effetto netto possono essere osservati per quanto riguarda gli spettri atomici di un atomo. Gli spettri atomici possono essere spettri di assorbimento o spettri di emissione. Quando l'energia viene data agli atomi, gli atomi si eccitano e gli elettroni si muovono a livelli di energia più alti assorbendo questa energia. Questo assorbimento dà gli spettri di assorbimento. Tuttavia, poiché un livello di energia più elevato non è stabile, questi elettroni ricadono al livello di energia del suolo, rilasciando l'energia assorbita come radiazione. Ciò si traduce in spettri di emissione. La principale differenza tra l'effetto Zeeman e l'effetto Stark è quello L'effetto Zeeman è osservato in presenza di un campo magnetico esterno mentre l'effetto Stark è osservato in presenza di un campo elettrico esterno.

Aree chiave coperte

1. Cos'è l'effetto Zeeman
      - Definizione, diversi tipi
2. Qual è l'effetto Stark
      - Definizione, diversi tipi
3. Qual è la differenza tra l'effetto Zeeman e l'effetto Stark
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Assorbimento, Effetto Zeeman anomalo, Spettro atomico, Effetto Zeeman diamagnetico, Radiazione elettromagnetica, Emissione, Effetto stellare lineare, Campo magnetico, Momento magnetico, Effetto Zeeman normale, Effetto stark quadratico, Effetto stark, Effetto Zeeman

Cos'è l'effetto Zeeman

L'effetto Zeeman descrive la divisione delle linee spettrali di un atomo in presenza di un forte campo magnetico. Prende il nome dallo scienziato olandese Pieter Zeeman. Questo effetto descrive l'effetto di un campo magnetico su atomi o ioni. Ora, scopriamo cos'è una linea spettrale.

Uno spettro atomico è lo spettro delle frequenze della radiazione elettromagnetica emessa o assorbita durante le transizioni di elettroni tra i livelli di energia all'interno di un atomo. Le emissioni portano a spettri di emissione e l'assorbimento porta a spettri di assorbimento. Questo spettro è una proprietà caratteristica degli elementi. Lo spettro è composto da una raccolta di linee spettrali per ogni emissione / assorbimento. Ogni singola riga spettrale rappresenta la differenza di energia tra due livelli di energia dell'atomo. Pieter Zeeman ha osservato che queste linee spettrali subiscono una scissione quando l'atomo è tenuto in presenza di un campo magnetico esterno. L'effetto Zeeman è il risultato dell'interazione tra il momento magnetico dell'atomo e il campo magnetico esterno.

L'immagine seguente mostra gli spettri di emissione atomica per l'idrogeno. Quando l'energia viene data a un atomo, gli elettroni possono assorbire energia e passare a un livello di energia più alto. Ma un livello di energia più elevato è uno stato instabile per un atomo. Pertanto, l'elettrone ritorna a un livello di energia inferiore rilasciando l'energia assorbita. Questo dà una linea spettrale di emissione. Ma quando questo viene studiato sotto il campo magnetico applicato, possiamo vedere tre linee spettrali invece di una. Questo è l'effetto Zeeman.

Figura 1: Spettri di emissione per l'idrogeno in assenza e presenza di un campo magnetico

Tipi di effetti Zeeman

Esistono tre tipi di effetto Zeeman. Sono l'effetto normale, l'effetto anomalo e l'effetto diamagnetico. Il normale effetto Zeeman è causato dall'interazione con il momento magnetico orbitale. Il effetto Zeeman anomalo è causato dall'interazione con i momenti magnetici combinati orbitali e intrinseci. Il effetto diamagnetico di Zeeman è causato dall'interazione con il momento magnetico indotto dal campo.

Qual è l'effetto Stark

L'effetto netto è la divisione delle linee spettrali osservate quando gli atomi, gli ioni o le molecole radianti sono sottoposti a un forte campo elettrico. Questo effetto fu scoperto per la prima volta dallo scienziato tedesco Johannes Stark. L'effetto è stato intitolato a lui. L'effetto Stark può includere sia lo spostamento che la divisione delle linee spettrali. Il campo elettrico polarizza prima l'atomo e poi interagisce con il momento dipolo risultante.

Figura 2: Scissione a freddo in idrogeno

Tipi di effetto Stark

L'effetto stark deriva dall'interazione tra il momento elettrico dell'atomo e il campo elettrico esterno. Questo effetto può essere osservato in due tipi come effetto Stark lineare e effetto Stark quadratico. Il effetto Stark lineare sorge a causa di un momento di dipolo che deriva da una distribuzione non simmetrica naturale della carica elettrica. Il effetto stellare quadratico sorge a causa di un momento di dipolo indotto dal campo esterno.

Differenza tra l'effetto Zeeman e l'effetto Stark

Definizione

Effetto Zeeman: L'effetto Zeeman descrive la divisione delle linee spettrali di un atomo in presenza di un forte campo magnetico.

Effetto Stark: L'effetto netto è la divisione delle linee spettrali osservate quando gli atomi, gli ioni o le molecole radianti sono sottoposti a un forte campo elettrico.

Campo applicato

Effetto Zeeman: L'effetto Zeeman può essere osservato in un campo magnetico applicato.

Effetto Stark: L'effetto netto può essere osservato in un campo elettrico applicato.

Causa

Effetto Zeeman: L'effetto Zeeman è il risultato dell'interazione tra il momento magnetico dell'atomo e il campo magnetico esterno.

Effetto Stark: L'effetto stark deriva dall'interazione tra il momento elettrico dell'atomo e il campo elettrico esterno.

Conclusione

L'effetto Zeeman fu scoperto da uno scienziato olandese Pieter Zeeman. L'effetto deciso è stato scoperto dagli scienziati tedeschi Johannes Stark. La principale differenza tra l'effetto Zeeman e l'effetto Stark è che l'effetto Zeeman è osservato in presenza di un campo magnetico esterno mentre l'effetto Stark è osservato in presenza di un campo elettrico esterno.

Riferimenti:

1. "Effetto Zeeman". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 20 giugno 2011, disponibile qui.
2. "Effetto Zeeman in idrogeno". Effetto Zeeman, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

"Stark splitting" (dominio pubblico) via Commons Wikimedia