Nederlands physicus (Zonnemaire, Zeeland, 25 Mei 1865 - Amsterdam 9 Oct. 1943), studeerde te Leiden in de wis- en natuurkunde en promoveerde aldaar in 1893, werd in 1894 privaat-docent te Leiden, in 1896 lector, in 1900 buitengewoon en in 1908 gewoon hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam. Hij ontdekte in 1896 de invloed van een magnetisch veld op de straling, Zeeman-effect, en deed ook later met zijn leerlingen vele nauwkeurige en fundamentele onderzoekingen, o.a. over de meesleping van het licht door bewegende vaste stoffen.
Zo steunde hij door zijn experimenteel onderzoek de theorieën over licht en electriciteit van Lorentz. In 1902 viel hem te zamen met Lorentz de Nobelprijs ten deel.Bibl.: Metingen over het verschijnsel van Kerr bij polaire terugkaatsing op ijzer, kobalt en nikkel (diss. 1893); Researches in Magneto-Optics (1913, Duitse vert. 1914); Magnetische Zerlegung der Spektrallinien, in: Handbuch der Radiologie VI (1914), ld. in Gehrke’s Handbuch der physikalischen Optik (1927, met T. L. de Bruin).
Lit.: J. D. van der Waals Jr, Levensbericht v. P. Z., in: Jaarboek van de Kon. Akad. v. Wetensch. te Amsterdam (i943/44)» Ned. tijdschrift voor natuurkunde X (1943), blz. 345.
Zeeman-effect
is het verschijnsel, dat een spectraallijn [z spectrum), die door een gloeiend gas in een magneetveld wordt uitgezonden, in verschillende lijnen met dus iets verschillende golflengte wordt gesplitst. Men onderscheidt het normale en het anomale Zeeman-effect. Het eerste treedt op bij enkelvoudige spectraallijnen, het tweede bij multipletlijnen. Het eenvoudigste voorbeeld van een multiplet is de gele natriumlijn, die in werkelijkheid uit twee lijnen bestaat.
Bij het normale effect ziet men, indien men in de richting van de magnetische krachtlijnen ziet, in de spectroscoop de lijn gesplitst in twee lijnen, die even ver aan weerszijden van de oorspronkelijke lijn liggen. Het verschil in frequentie (z straling) tussen de nieuwe lijnen en de oorspronkelijke is evenredig met de magnetische veldsterkte, en hangt verder niet van de frequentie af. Men neemt dit waar, door de poolschoenen van de magneet te doorboren, en het licht, dat door die boring heen wordt uitgezonden, spectroscopisch te ontleden. Bovendien blijkt, dat de twee lijnen cirkelvormig gepolariseerd licht vertegenwoordigen (z polarisatie). Ziet men echter loodrecht op de krachtlijnen, dan zijn de twee nieuwe lijnen loodrecht op de krachtlijnen lineair gepolariseerd, de oorspronkelijke verschijnt nu ook, maar trilt in de richting van de krachtlijnen. De verklaring is, dat de trillingen in de richting van de krachtlijnen niet door het magnetisch veld worden beïnvloed, en die loodrecht op de veldsterkte in twee cirkelvormige trillingen met iets verschillende frequentie worden gesplitst (zie Hg.).
Daar een trilling van een electron nooit straling in zijn eigen richting uitzendt, is het duidelijk, dat men deze niet ziet, indien men langs de krachtlijnen ziet, maar wel loodrecht er op. Dat men nu lineaire polarisatie waarneemt, komt, omdat men nu tegen de cirkelvormige bewegingen aanziet, dus deze nu ziet als rechtlijnige trillingen. Dit verschijnsel, door Zeeman in 1896 ontdekt, was een mooie bevestiging van de electronentheorie, men kon hieruit de verhouding van de lading en de massa bepalen. Immers, de inwerking van het magnetisch veld is evenredig met de lading, de uitwerking op het bewegende électron is omgekeerd evenredig met de massa, recht evenredig met de kracht, en dus met de lading.
De verklaring van het anomale Zeeman-effect, waarbij het aantal componenten groter is, ligt in de spin van de electronen.
Doordat het magnetische moment van het electron twee keer te groot is vergeleken met zijn draaimoment, zou een electron, dat alleen spin vertoont, en niet verder trilt, een twee keer te grote Zeeman-splitsing bezitten (z magnetisme). Men kan van deze voorstelling uitgaande de splitsing van multipletten geheel berekenen. Bij een zeer sterk veld overtreft de Zeeman-splitsing de afstand van de lijnen van het multiplet onderling, en ziet men een normaal Zeeman-effect, dat nu bij het gehele multiplet behoort (Paschen-Beck-effect). Het Zeeman-effect is dus van grote waarde, om de systematiek van de lijnen, en het medewerken van de spin der electronen aan het tot stand komen van een bepaalde lijn na te gaan. Ten slotte dient te worden vermeld, dat het effect moeilijk is waar te nemen. Men dient over veldsterkten tussen 10 000 en 40 000 Gauss te beschikken, de afstanden der lijnen zijn dan nog van de orde van 1 Å en kleiner.
J BOUMAN
Lit.: E. Back en A. Landé, Zeemaneffekt und Multiplettstruk der Spektrallinien (Berlin 1925, gedeelt. verouderd).
