Befinden sich Wasserstoffatome in einem Magnetfeld, so spalten die Emissionslinien aufgrund des Zeeman-Effekts oder Paschen-Back-Effekts auf. Im Folgenden soll untersucht werden, ob die Aufspaltung der -Linie (
) bei Wasserstoffatomen, die sich in einem Magnetfeld von B = 4,734 T durch den anormalen Zeeman-Effekt oder Paschen-Back-Effekt verursacht wird.
Der Paschen-Back-Effekt beschreibt die Entkopplung von Spin- und Bahndrehimpulsen beim Anlegen eines starken Magnetfeldes B. Ein Spektrum mit anormalen Zeemann-Effekt ,
geht somit in die Form eines Spektrums mit normalen Zeeman-Effekt über
.
Um die Aufspaltung abzuschätzen, wird die Zeeman-Aufspaltung von
im Magnetfeld B bestimmt. Mit
,
,
und
erhält man
Dann ist
und für die Energiedifferenz folgt mit B = 4,734 T:
Die Umrechnung in Wellenzahlendifferenzen erfolgt über den Zusammenhang:
und somit
Da die Spin-Bahn-Aufspaltung zwischen den Termen und
beträgt, wird bei einer Feldstärke von B = 4,734 T die Aufspaltung der Wasserstoff
-Linie
durch den Paschen-Back-Effekt verursacht.