彼得·塞曼

**彼得・塞曼**（荷蘭語：**Pieter Zeeman**，荷蘭語發音：[ˈzeːmɑn]，1865 年 5 月 25 日 —1943 年 10 月 9 日），荷蘭物理學家。1885 年進入萊頓大學在亨德里克・勞侖茲和海克・卡末林・昂內斯的指導下學習物理，1893 年取得博士學位。1896 年塞曼發現了原子光譜在磁場中的分裂現象，被命名為塞曼效應。隨後，勞侖茲在理論上對這種現象進行了解釋。二人因此被授予 1902 年的諾貝爾物理學獎。

## 早年

1865 年 5 月 25 日，彼得・塞曼出生於荷蘭斯豪文－德伊弗蘭島上的宗內邁雷小鎮，父親卡塔里尼斯・福蘭迪尼斯・塞曼（Catharinus Forandinus Zeeman）是荷蘭歸正會的牧師，母親叫維萊米娜・沃爾斯特（Willemina Worst）。

彼得・塞曼從小就對物理感興趣。1883 年，彼得・塞曼在荷蘭濟里克澤讀高中時恰巧見到了北極光。他畫了一幅北極光現象的圖並描述了現象，寄給《自然》，成功發表。雜誌的編輯稱讚作品是「塞曼教授在宗內邁雷天文台細緻觀察的結果」。

1883 年，塞曼高中畢業後前往代爾夫特進修古典語言。那時想被大學錄取，必須具備古典語言的知識。他住在文科中學校長 J・W・萊利博士（Dr J.W. Lely）的家裡。J・W・萊利的兄弟就是負責須德海工程設計與實現的工程師科爾內利斯・萊利。在代爾夫特期間，彼得・塞曼第一次見到了海克・卡末林・昂內斯。塞曼廣泛的閱讀與對實驗的熱愛，給昂內斯留下了的深刻的印象。海克・卡末林・昂內斯後來成為彼得・塞曼的博士導師。

## 求學及生涯初期

1885 年，塞曼通過入學考試，進入萊頓大學學習物理，師從卡末林・昂尼斯和亨德里克・勞侖茲。1890 年，他成為了勞侖茲的助手，這時他的畢業論文還沒有完成。成為勞侖茲的助手，使得他可以參與磁光克爾效應的研究。磁光克爾效應即偏振光入射到磁體上時偏振性質發生改變的現象，1877 年被約翰・克爾 (物理學家) 首先發現。1893 年，塞曼提交了他關於磁光克爾效應的博士論文。獲得博士學位之後，塞曼前往斯特拉斯堡，在弗里德里希・科爾勞施的研究所里度過了半年時間。1895 年，塞曼回到萊頓，成為萊頓大學的一位私講師。同年他與約翰娜・伊莉莎白・勒布萊特（Johanna Elisabeth Lebret）結婚，兩人育有三女一子。

1896 年，即塞曼提交磁光克爾效應的博士論文兩年之後，塞曼不顧實驗室管理員主管的命令，使用實驗室的設備觀測強磁場下光譜線的分裂。他因此被實驗室開除。但是，後來的結果證明塞曼是對的：他發現了塞曼效應，為此獲得了 1902 年的諾貝爾物理學獎。塞曼的打算是深入研究磁光克爾效應，以作為他博士論文的拓展。他發現譜線在磁場的作用下會發生分裂。1896 年 10 月 31 日（星期六），阿姆斯特丹的荷蘭皇家藝術與科學院會議上，亨德里克・勞侖茲從卡末林・昂尼斯處第一次聽說了塞曼的發現。緊接著的星期一，勞侖茲把塞曼請到了他的辦公室里來，對塞曼的實驗結果給出了一種解釋。這一解釋基於勞侖茲的電磁波理論。

很快，物理界意識到塞曼的發現有多麼重要。塞曼的實驗證實了勞侖茲的「磁場中發出的光會發生偏振」的理論。勞侖茲曾提出發光是某種粒子振動的結果。塞曼的實驗使得人們清晰地認識到，這種粒子帶有負電，比氫原子輕一千倍。得到這一結果時，約瑟夫・湯姆森還沒有發現電子。因而，塞曼效應成了人們研究原子結構的重要工具。

## 擔任教授

由於他的發現，1897 年阿姆斯特丹大學聘任塞曼為講師。1900 年，塞曼升任物理學教授。1902 年，因發現塞曼效應，他與之前的導師勞侖茲獲得諾貝爾物理學獎。1908 年，塞曼接替范德華任正教授兼阿姆斯特丹物理研究所主管。

1923 年，阿姆斯特丹大學特地為塞曼新建了一座實驗室，供塞曼更精細地研究塞曼效應。該實驗室在 1940 年被命名為「塞曼實驗室」。此後的科學生涯，塞曼仍對磁光學的研究充滿興趣。他還研究了光在運動介質中的傳播問題。由於狹義相對論的提出，後一個問題成了物理學界的焦點。為此，勞侖茲和愛因斯坦都對塞曼的研究很感興趣。後來，質譜法也引起了他的研究興趣，他還與 J・德・基爾（J. de Gier）一同發現了 38Ar、64Ni 等同位素。

## 晚年

1898 年，塞曼被選為荷蘭皇家藝術與科學院院士，並在 1912 至 1920 年間任秘書。1921 年，他獲頒亨利・德雷伯獎章，同年被選為英國皇家學會外籍院士。此外，他還獲得了多個獎項和名譽學位。1935 年，身為教授的塞曼退休。

1943 年 10 月 9 日，塞曼在阿姆斯特丹逝世，葬於哈勒姆。

## 獎勵和榮譽

* 1902 年諾貝爾物理學獎
* 1912 年馬泰烏奇獎章
* 1921 年美國國家科學院授予亨利・德雷伯獎章
* 1922 年倫福德獎章
* 1925 年富蘭克林獎章

月球背面的一座環形山被命名為「塞曼」，以示對彼得・塞曼的紀念。

## 發表論文

* P. ZEEMAN. The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance. Nature. 1897-02-11, **55** (1424): 347–347 [2018-04-02]. doi:10.1038/055347a0. （原始內容存檔於 2021-02-28） （英語）.
* The influence of a magnetic field on radiation frequency. Proceedings of the Royal Society of London. 1897-01-01, **60** (359-367): 513–514 [2018-04-02]. ISSN 0370-1662. doi:10.1098/rspl.1896.0079. （原始內容存檔於 2018-06-02） （英語）.
* The influence of a magnetic field on radiation frequency. Proceedings of the Royal Society of London. 1897-01-01, **60** (359-367): 514–515 [2018-04-02]. ISSN 0370-1662. doi:10.1098/rspl.1896.0080. （原始內容存檔於 2018-06-02） （英語）.
* Zeeman, P. Fresnel's coefficient for light of different colours. (First part). Royal Netherlands Academy of Art and Sciences, Proceedings. 1914, **17** (I): 445–451 [2013-03-09]. （原始內容存檔於 2009-05-19）.
* Zeeman, P. Fresnel's coefficient for light of different colours. (Second part). Royal Netherlands Academy of Art and Sciences, Proceedings. 1915, **18** (I): 398–408 [2013-03-09]. （原始內容存檔於 2009-05-19）.

## 參閱

* 塞曼效應
* 原子理論
* 波耳模型
* 菲涅耳曳引係數
* 光拖曳效應

## 參考資料

## 外部連結

* 諾貝爾獎官方網站關於彼得・塞曼的生平介紹 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）