2.4.1 Hiệu ứng Zeeman
Hiệu ứng Zeeman được tìm thấy bởi nhà vật lý Pieter Zeeman (1865 – 1943) vào năm 1896 khi ông quan sát độ sáng của hơi natri đặt trong từ trường. Mô hình hiệu ứng Zeeman được thể hiện như Hình 2.18. Một nguồn sáng phát ra quang phổ vạch được đặt giữa hai cực của một nam châm điện M. Ngoài ra, hệ còn có thấu kính L, kính phân cực P, một bản mỏng phần tư bước sóng được sử dụng để xác định loại phân cực và một quang phổ kế. Kết quả ông quan sát được là trên mỗi vạch phổ sẽ tách ra nhiều thành phần. Sự tách vạch này rất nhỏ, do đó, chỉ có các dụng cụ có độ phân giải cao mới quan sát được hiệu ứng Zeeman[34].Một năm sau, Albert Michelson (1852 – 1931) đã tiến hành quan sát hiệu ứng Zeeman đối với các nguyên tử của các nguyên tố
58
khác nhau, trong đó có nguyên tử hydro. Michelson lưu ý rằng do cấu trúc tinh tế của nguyên tử hydro nên bản thân các vạch phổ của hydro là vạch đôi và sự tách vạch của hydro cũng yếu hơn các nguyên tử khác nên rất khó quan sát thấy sự tách vạch trong từ trường [25].
Hình 2.18Mô hình quan sát hiệu ứng Zeeman37.
2.4.2 Hiệu ứng Stark
Hiệu ứng này được tìm thấy bởi nhà vật lý Johannes Stark (1874 – 1957) vào năm 1913 khi ông đang quan sát sự tách vạch Balmer của phổ nguyên tử hydro khi đặt trong điện trường. Mô hình nghiên cứu hiệu ứng Stark được thể hiện trong Hình 2.19. Một cathode được đục lỗ đặt cách tấm P một khoảng 3 mm. Áp suất khí trong ống phóng điện tử được giữ ở một giá trị sao cho không gian tối Crookes dài vài cm và năng lượng phải nhỏ để tránh sự ion hóa. Một hiệu điện thế cao được đặt vào tấm P và cathode. Dưới ảnh hưởng của điện trường, mức năng lượng nsẽ tách thành 2n−1 thành phần với các năng lượng khác nhau [29].
59
Hình 2.19Thí nghiệm quan sát hiệu ứng Stark38.