在磁場非常強的情況下，反常塞曼效應(yīng)會重新表現(xiàn)為正常塞曼效應(yīng)，也就是說，譜線的多重分裂會重新表現(xiàn)為三重分裂，這是帕邢和巴克分別于1912和1913年發(fā)現(xiàn)的，故名帕邢-巴克效應(yīng)。

原理

當(dāng)外磁場強度大于幾千高斯時，外磁場的作用超過電子軌道

和自旋

之間的耦合作用。這時，L和S之間的相互作用可以忽略。在這種情況下，能級分裂的近似表達(dá)式可以寫作：

式中量子數(shù)

和

分別為

和

在外磁場

方向的投影，

為電子電荷，

為普朗克常數(shù),

為外磁場強度,

為電子質(zhì)量,

為光速。根據(jù)選擇定則,

和

。因此，相應(yīng)的頻率分裂 為

但在很強磁場的情況下，譜線的分裂狀況又回到正常塞曼效應(yīng)的情況。帕邢- 巴克效應(yīng)還只是在實驗室中才能觀測到。

條件

只有當(dāng)外磁場的強度比較弱，不足以破壞自旋-軌道耦合時才會出現(xiàn)反常塞曼效應(yīng)，這時自旋角動量和軌道角動量分別圍繞總角動量作快速進(jìn)動，總角動量繞外磁場作慢速進(jìn)動。當(dāng)磁場很強時，自旋角動量和軌道角動量不再合成總角動量，而是分別圍繞外磁場進(jìn)動。這時反常塞曼效應(yīng)被帕邢-巴克效應(yīng)所取代，其效果是恢復(fù)到正常塞曼效應(yīng)，即譜線分裂成3條，相互之間間隔一個洛倫茲單位。這里磁場的“強”與“弱”是相對的，例如3T的磁場對于鈉

和

的雙重線是弱磁場，不會引起帕邢-巴克效應(yīng)，但對于鋰的

和

的雙重線是強磁場，足夠觀察到帕邢-巴克效應(yīng)。