ПА́ШЕНА–БА́КА ЭФФЕ́КТ

ПА́ШЕНА–БА́КА ЭФФЕ́КТ, рас­ще­п­ле­ние уров­ней энер­гии, а сле­до­ва­тель­но, и спек­траль­ных ли­ний ато­мов, мо­ле­кул и кри­стал­лов в силь­ных маг­нит­ных по­лях; ча­ст­ный слу­чай Зее­ма­на эф­фек­та. Об­на­ру­жен нем. фи­зи­ка­ми Ф. Па­ше­ном и Э. Ба­ком в 1912. На­блю­да­ет­ся при маг­нит­ных по­лях на­пря­жён­но­стью $H$ ок. 10⁷ А/м. При этом ве­ли­чи­на взаи­мо­дей­ст­вия энер­ге­тич. 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 $π$- и $σ$-ком­по­нент ко­то­ро­го име­ет слож­ную муль­ти­плет­ную струк­ту­ру с ма­лы­ми рас­ще­п­ле­ния­ми то­го же по­ряд­ка, что и тон­кая струк­ту­ра муль­ти­пле­тов в от­сут­ст­вие маг­нит­но­го по­ля. Ве­ли­чи­на $ΔE$ рас­ще­п­ле­ния энер­ге­тич. уров­ня в П. – Б. э. оп­ре­де­ля­ет­ся фор­му­лой: $ΔE=μ_БH(M_L+2M_S)+AM_LM_S$, где $μ_Б$ – маг­не­тон Бо­ра, $M_L$ и $M_S$ – про­ек­ции ор­би­таль­но­го мо­мен­та ато­ма и его спи­на на на­прав­ле­ние маг­нит­но­го по­ля, $A$ – кон­стан­та сверх­тон­ко­го рас­ще­п­ле­ния, $H$ – на­пря­жён­ность маг­нит­но­го по­ля. На прак­ти­ке обыч­но ра­бо­та­ют с по­ля­ми на­пря­жён­но­стью по­ряд­ка 2·10⁶ А/м; в этом слу­чае $ΔE$ со­став­ля­ет ок. 5·10^–4 эВ.

Из­лу­ча­тель­ные ди­поль­ные пе­ре­хо­ды ме­ж­ду ком­по­нен­та­ми рас­ще­п­лён­ных уров­ней энер­гии оп­ре­де­ля­ют­ся от­бо­ра пра­ви­ла­ми для спи­но­во­го $m_s$ и ор­би­таль­но­го $m_l$ маг­нит­ных кван­то­вых чи­сел: $Δm_s$=0 и $Δm_l$=0, ±1.

П. – Б. э. слу­жит эф­фек­тив­ным ме­ха­низ­мом оцен­ки ве­ли­чи­ны маг­нит­но­го по­ля в плаз­ме. Напр., спек­траль­ные дуб­ле­ты FeII с дли­ной вол­ны $λ$=614,9 нм и LiI с $λ$=670,8 нм ис­поль­зу­ют­ся в ас­т­ро­фи­зи­ке для ди­аг­но­сти­ки маг­нит­ных по­лей звёзд.