اثر زيمان در فيزيك به شكافتگي خطوط طيفي اتم*ها در حضور ميدان مغناطيسي گفته مي*شود. اين پديده كاربردهاي مهمي در تشديد مغناطيسي هسته*اي (nmr) و
اثر زيمان در فيزيك به شكافتگي خطوط طيفي اتم*ها در حضور ميدان مغناطيسي گفته مي*شود. اين پديده كاربردهاي مهمي در تشديد مغناطيسي هسته*اي (NMR) و پروندهسازي تشديد مغناطيسي (MRI) دارد. اثر زيمان به خاطر فيزيكدانهلنديپيتر زيمان نامگذاري شده است.
در بيشتر اتم*ها آرايش*هاي الكتروني بسياري هستند كه انرژي يكساني دارند. ولي در حضور يك ميدان مغناطيسي اين واگني به هم مي*خورد، زيرا الكترون*هايي كه اعداد كوانتومي متفاوت دارند، از ميدان مغناطيسي به شكل*هاي متفاوتي اثر مي*پذيرند. از اين رو، با اين كه در آغاز اتم*هاي بسياري انرژي يكسان داشتند، حالا انرژي*هاي گوناگوني داريم و اين باعث مي*شود خطوط طيفي تازه*اي داشته باشيم كه البته بسيار به هم نزديك هستند.
در حال حاضر مي*دانيم كه اوربيتالهايي از قبيلhttp://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...75a87966bc.png از نظر انرژي برابرند و در غياب ميدان مغناطيسي نمي*توان تفاوتي بين الكترونهايي كه اين اوربيتالها را اشغال كرده*اند، قائل شد، ولي وقتي طيف نشري اتم هيدروژن در ميدان مغناطيسي مورد مطالعه قرار مي*گيرد، وضعيت پيچيده*تري پيدا مي*كند. يعني هر خط طيفي حاصل از چندگانگي خطوط طيفي كه خارج از ميدان مغناطيسي بدست مي*آيد، در ميدان مغناطيسي به چند خط طيفي فوق*العاده نزديك به يكديگر تجزيه مي*شود. مثلاً در مورد اتم سديم، همانطور كه در شكل نشان داده شـده است، اين رويداد موجب مي*شود كه هر يك از دو
خط طيفي اصلي آن به چندين خط تفكيك شود. چنين وضعيتي كه به ساختار ظريف خطوط طيفي موسوم است، اولين بار توسط زيمان (در سال 1896) مشاهده شد و اثر زيمان ناميده مي*شود. اين اثر، با قبول دو درجه آزادي براي حركت الكترون يعني در نظر گرفتن دو عدد كوآنتومي اصلي و فرعي براي مشخص كردن انرژي الكترون در چرخش به دور هسته، قابل بررسي نيست. بلكه براي توجيه آن بايد سه درجه آزادي براي حركت الكترون يا به بياني ديگر، عدد كوآنتومي ديگري علاوه بر اعداد كوآنتومي اصلي و فرعي براي مشخص كردن دقيق وضعيت الكترون در فضاي اطراف هسته بايد در نظر گرفت. براي اين منظور، بايد قبول كرد كه وقتي الكترون، بدون وجود يك ميدان مغناطيسي خارجي، به دور هسته اتم مي*چرخد مرجعي وجود ندارد تا بتوان سطح مشخصي براي مدار چرخش آن در نظر گرفت. به بيان ديگر، سطح مدار چرخش آن كاملاً اختياري است. اما وقتي الكترون در يك ميدان مغناطيسي خارجي به دور هسته مي*چرخد، سطح مدار چرخش آن نسبت به راستاي ميدان مغناطيسي تغيير مي*كند. زيرا الكترون (ذره باردار) ضمن چرخش به دور هسته، در نقش يك مغناطيس كوچك (با ممان مغناطيسhttp://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...e5db277397.png) عمل مي*كند. در نتيجه، در يك ميدان مغناطيسي (با شدتhttp://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...49c61ab32b.png)، تحت تأثير قرار گرفته و سطح مدار چرخش آن دستخوش تغييراتي مي*شود. اين تغييرات، ديگر اختياري نبوده بلكه از محدوديت كوآنتومي پيروي مي*كند. بطوريكه تصوير بردار ممان مغناطيسي حاصل از چرخش الكترون بر روي اين سطوح، نسبت به راستاي ميدان، همواره بايد مضرب درستي از http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...3df63700be.png باشد. اين مضرب درست را كه به عدد كوآنتومي مغناطيسي موسوم شده است، باhttp://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...30ebf29394.png نشان مي*دهند.
