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202 | VIII. L’Energia raggiante |
comporre in tre vibrazioni semplici dirette secondo tre assi ortogonali, od anche in una rettilinea e una circolare in un piano perpendicolare a quella; ma in casi più complessi anche in una rettilinea e due circolari in senso inverso. Se la forza è del tipo di una forza elastica, proporzionate alla distanza del corpuscolo dalla sua posizione di equilibrio, quelle tre componenti possono avere lo stesso periodo di vibrazione e la linea spettrale corrispondente può scindersi in tre linee al sopravvenire del campo magnetico.
Ma se la forza non segue quella legge allora la durata di oscillazione, e quindi la frequenza, sarà in generale diversa nelle tre direzioni principali. La luce emessa darà tre linee in parti diverse dello spettro, ma saranno linee semplici. Il campo magnetico potrà produrre uno spostamento delle linee ma non una separazione in più linee.
Il Lorentz ha dimostrato, nel caso generale che, affinchè una linea si possa dividere in n altre linee, si richiede che la linea primitiva sia ennupla, o ciò che si può dire in altra forma, che il sistema che dà quella linea abbia n gradi di libertà. Un solo elettrone ha in generale 3 gradi di libertà dunque può dare una linea tripla.
Le prime esperienze di Zeeman del 1896 aveano mostrato soltanto un allargamento nelle linee spettrali. Il Lorentz studiò il problema dal lato analitico e ne dedusse che si dovea verificare una vera separazione di una linea primitiva in un duetto o in un terzetto di linee, secondo che si osservasse nella direzione del campo o in quella normale. Il Zeeman riuscì in esperienze ulteriori, nel 1897, a separare le linee. Inoltre potè studiare il tipo di polarizzazione delle linee e trovò che la linea del duetto che corrisponde ad una frequenza minore ossia ad una lunghezza d’onda maggiore era polarizzata in senso destrogiro. Ciò significa che nella formola 205), che è quella che si riferisce alla polarizzazione destrorsa, il termine additivo è negativo: quindi poi-