Эффект Пашена – Бака
Эффе́кт Па́шена – Ба́ка, расщепление уровней энергии, а следовательно, и спектральных линий атомов, молекул и кристаллов в сильных магнитных полях; частный случай эффекта Зеемана. Обнаружен Ф. Пашеном и Э. Баком в 1912 г. Наблюдается в магнитных полях напряжённостью около 107 А/м. При этом величина взаимодействия энергетического уровня c магнитным полем превосходит величину спин-орбитального взаимодействия, связь между векторами орбитального и спинового моментов разрушается, и векторы прецессируют вдоль направления магнитного поля независимо друг от друга. В результате спектральная линия расщепляется, образуя нормальный зеемановский триплет, каждая из - и -компонент которого имеет сложную мультиплетную структуру с малыми расщеплениями того же порядка, что и тонкая структура мультиплетов в отсутствие магнитного поля. Величина расщепления энергетического уровня в эффекте Пашена – Бака определяется формулой: где – магнетон Бора, и – проекции орбитального момента атома и его спина на направление магнитного поля, – константа сверхтонкого расщепления, – напряжённость магнитного поля. На практике обычно работают с полями напряжённостью порядка 2·106 А/м; в этом случае составляет около 5·10–4 эВ.
Излучательные дипольные переходы между компонентами расщеплённых уровней энергии определяются правилами отбора для спинового и орбитального магнитных квантовых чисел: и
Эффект Пашена – Бака служит хорошим механизмом оценки величины магнитного поля в плазме. Например, спектральные дублеты FeII с длиной волны нм и LiI с нм используются в астрофизике для диагностики магнитных полей звёзд.