Zeeman efektas yra fizikos savybė, kai spektrinės linijos šviesa yra padalinta į du ar daugiau dažnių, kai yra magnetinis laukas. Turtas pavadintas Pieterio Zeemano, XX a. fiziko iš Nyderlandų, 20 m. laimėjusio Nobelio fizikos premiją kartu su Hendriku Lorentzu, vardu už šio efekto atradimą. Kvantinės mechanikos plėtra dar labiau pakeitė Zeemano efekto supratimą, nustatant, kurios spektrinės linijos buvo išspinduliuojamos, kai elektronai buvo perkeliami iš vieno energetinio apvalkalo į kitą savo atomo branduolių orbitoje. Supratus Zeemano efektą, elektronų paramagnetinio rezonanso tyrimai, taip pat magnetinių laukų, tokių kaip Saulė ir kitos žvaigždės, matavimas erdvėje.
Apmąstymas, kaip vyksta Zeeman efektas vandenilyje, yra vienas iš paprasčiausių būdų suprasti procesą. Magnetinis laukas, pritaikytas vandenilio perėjimo spektrinei linijai, sukels sąveiką su elektrono orbitos kampinio momento magnetiniu dipoliu ir padalins spektro liniją į tris linijas. Be magnetinio lauko spektrinė emisija yra vieno bangos ilgio, kurį valdo pagrindiniai kvantiniai skaičiai.
Zeeman efektas taip pat gali būti suskirstytas į anomalią Zeeman efektą ir įprastą Zeeman efektą. Normaliam Zemano efektui būdingi tokie atomai kaip vandenilis, kur numatomas perėjimas į vienodai išdėstytą spektrinių linijų tripletą. Esant anomaliam efektui, magnetinis laukas gali padalinti spektrines linijas į keturias, šešias ar daugiau padalų su didesniais, nei tikėtasi, tarpais tarp bangos ilgių. Nenormalus efektas pagilino elektronų sukimosi supratimą ir yra kažkas klaidingo, nes dabar tai yra numatomas poveikis.
Eksperimentiniai šio reiškinio tyrimo rezultatai padarė išvadą, kad sukimosi būsena arba elektrono orientacija buvo esminis energijos pokyčio veiksnys, taigi ir jo sukuriamos spektrinės emisijos tipas. Jei elektrono orbitos plokštuma būtų statmena taikomam magnetiniam laukui, tada jis sukurtų teigiamą arba neigiamą energijos pokyčio būseną, priklausomai nuo jo sukimosi. Jei elektronas būtų savo orbitos aplink branduolį plokštumoje, grynosios jėgos arba energijos pokyčio būsena būtų lygi nuliui. Tai padarė išvadą, kad Zeeman skilimo efektai gali būti apskaičiuoti remiantis elektrono orbita arba kampiniu impulsu, palyginti su bet kokiu taikomu magnetiniu lauku.
Pirminiai stebėjimai rodo, kad įprastas Zeemano efektas, stebimas naudojant vandenilį, kai pasiskirsto į tris spektrines linijas, būtų įprastas. Tačiau iš tikrųjų tai pasirodė esanti taisyklės išimtis. Taip yra todėl, kad trijų spektrinių linijų padalijimas pagrįstas kampiniu impulsu arba elektrono orbita aplink branduolį, tačiau elektrono sukimosi būsena turi du kartus didesnį kampinio momento magnetinį momentą. Sukimosi būsena yra vertinama kaip didesnis veiksnys, todėl, sukuriant Zeemano efektą, sukimosi būsenos arba elektronų sukimai turi būti teoriškai nuspėti naudojant kvantinę elektrodinamiką.