Différence principale - effet Zeeman vs effet Stark

L'effet Zeeman et l'effet Stark sont deux concepts de la chimie qui ont été découverts par des scientifiques à la fin des années 1900. L'effet Zeeman et l'effet stark peuvent être observés concernant les spectres atomiques d'un atome. Les spectres atomiques peuvent être des spectres d'absorption ou des spectres d'émission. Lorsque de l'énergie est donnée aux atomes, les atomes deviennent excités et les électrons se déplacent vers des niveaux d'énergie plus élevés en absorbant cette énergie. Cette absorption donne les spectres d'absorption. Cependant, comme un niveau d'énergie plus élevé n'est pas stable, ces électrons retombent au niveau d'énergie du sol, libérant l'énergie absorbée sous forme de rayonnement. Il en résulte des spectres d'émission. La principale différence entre l'effet Zeeman et l'effet Stark est que L'effet Zeeman est observé en présence d'un champ magnétique externe alors que l'effet Stark est observé en présence d'un champ électrique externe.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que l'effet Zeeman - Définition, différents types 2. Qu'est-ce que l'effet Stark - Définition, différents types 3. Quelle est la différence entre l'effet Zeeman et l'effet Stark – Comparaison des principales différences

Mots-clés: absorption, effet Zeeman anormal, spectre atomique, effet Zeeman diamagnétique, rayonnement électromagnétique, émission, effet Stark linéaire, champ magnétique, moment magnétique, effet Zeeman normal, effet Stark quadratique, effet Stark, effet Zeeman

Qu'est-ce que l'effet Zeeman

L'effet Zeeman décrit le dédoublement des raies spectrales d'un atome en présence d'un fort champ magnétique. Il porte le nom du scientifique néerlandais Pieter Zeeman. Cet effet décrit l'effet d'un champ magnétique sur des atomes ou des ions. Voyons maintenant ce qu'est une raie spectrale.

Un spectre atomique est le spectre des fréquences de rayonnement électromagnétique émis ou absorbé lors des transitions d'électrons entre les niveaux d'énergie au sein d'un atome. Les émissions conduisent à des spectres d'émission et l'absorption conduit à des spectres d'absorption. Ce spectre est une propriété caractéristique des éléments. Le spectre est composé d'une collection de raies spectrales pour chaque émission/absorption. Chaque raie spectrale représente la différence d'énergie entre deux niveaux d'énergie de l'atome. Pieter Zeeman a observé que ces raies spectrales subissent une scission lorsque l'atome est maintenu en présence d'un champ magnétique externe. L'effet Zeeman est le résultat de l'interaction entre le moment magnétique de l'atome et le champ magnétique externe.

L'image suivante montre les spectres d'émission atomique pour l'hydrogène. Lorsque de l'énergie est donnée à un atome, les électrons peuvent absorber de l'énergie et passer à un niveau d'énergie plus élevé. Mais, un niveau d'énergie plus élevé est un état instable pour un atome. Par conséquent, l'électron revient à un niveau d'énergie inférieur libérant l'énergie absorbée. Cela donne une raie spectrale d'émission. Mais lorsqu'on l'étudie sous champ magnétique appliqué, on y voit trois raies spectrales au lieu d'une. C'est l'effet Zeeman.

Figure 1: Spectres d'émission d'hydrogène en l'absence et en présence d'un champ magnétique

Types d'effet Zeeman

Il existe trois types d'effet Zeeman. Ce sont l'effet normal, l'effet anormal et l'effet diamagnétique. Les effet Zeeman normal est causée par l'interaction avec le moment magnétique orbital. Les effet Zeeman anormal est causée par l'interaction avec les moments magnétiques orbitaux et intrinsèques combinés. Les effet Zeeman diamagnétique est causée par l'interaction avec le moment magnétique induit par le champ.

Qu'est-ce que l'effet Stark

L'effet Stark est la division des raies spectrales observée lorsque les atomes, les ions ou les molécules rayonnants sont soumis à un fort champ électrique. Cet effet a été découvert pour la première fois par le scientifique allemand Johannes Stark. L'effet a été nommé d'après lui. L'effet Stark peut inclure à la fois le décalage et la division des raies spectrales. Le champ électrique polarise d'abord l'atome puis interagit avec le moment dipolaire résultant.

Figure 2: Stark Splitting dans l'hydrogène

Types d'effet Stark

L'effet Stark est dû à l'interaction entre le moment électrique de l'atome et le champ électrique externe. Cet effet peut être observé sous deux types: l'effet Stark linéaire et l'effet Stark quadratique. Les effet Stark linéaire survient en raison d'un moment dipolaire qui résulte d'une distribution non symétrique naturelle de la charge électrique. Les effet Stark quadratique survient en raison d'un moment dipolaire induit par le champ externe.

Différence entre l'effet Zeeman et l'effet Stark

Définition

Effet Zeeman: L'effet Zeeman décrit le dédoublement des raies spectrales d'un atome en présence d'un fort champ magnétique.

Effet austère: L'effet Stark est la division des raies spectrales observée lorsque les atomes, les ions ou les molécules rayonnants sont soumis à un fort champ électrique.

Champ appliqué

Effet Zeeman: L'effet Zeeman peut être observé dans un champ magnétique appliqué.

Effet austère: L'effet Stark peut être observé dans un champ électrique appliqué.

Causer

Effet Zeeman: L'effet Zeeman est le résultat de l'interaction entre le moment magnétique de l'atome et le champ magnétique externe.

Effet austère: L'effet Stark est dû à l'interaction entre le moment électrique de l'atome et le champ électrique externe.

Conclusion

L'effet Zeeman a été découvert par un scientifique néerlandais Pieter Zeeman. L'effet Stark a été découvert par les scientifiques allemands Johannes Stark. le différence principale entre l'effet Zeeman et l'effet Stark est que L'effet Zeeman est observé en présence d'un champ magnétique externe alors que l'effet Stark est observé en présence d'un champ électrique externe.

Les références:

1. « Effet Zeeman ». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 20 juin 2011, disponible ici.2. "Effet Zeeman dans l'hydrogène." Effet Zeeman, disponible ici.

Image de courtoisie:

« Frise nette » (domaine public) via Commons Wikimedia