塞曼效應是指原子光譜在外加磁場下發生分裂。

電子的自旋運動會產生環電流，進而會產生磁場；在外磁場作用下，同一軌道中自旋不同的電子能量不同導致了原子光譜的分裂。

我們可以透過考慮和不考慮外加磁場時的薛定諤方程表示式來解釋塞曼效應：

不考慮外加磁場時薛定諤方程的表示式是：HΨ=EΨ， 在這個表示式中能量只與n、l和m有關，而與磁量子數無關，也就是說與電子的自旋無關，所以具有同樣的n、l和m的電子[也就是同一軌道中自旋反平行的兩個電子]具有相同的能量；測試原子光譜時只有一條譜線。

考慮外加磁場時薛定諤方程的表示式：(H+Hb)Ψ=(E+Eb)Ψ, 此時Hb表示的是外加磁場對體系哈密頓量的影響, (H+Hb)是有外加磁場時的哈密頓量；Eb則有外場時Hb所對應的能量值，(E+Eb)是有外磁場時體系的能量；由於在外加磁場下自旋不同的電子有不同的能量，Eb值不同,所以在外磁場存在時原子光譜發生了分裂。

塞曼效應

塞曼效應是原子的光譜線在外磁場中出現分裂的現象。塞曼效應是1896年由荷蘭物理學家塞曼發現的.他發現，原子光譜線在外磁場發生了分裂。隨後洛侖茲在理論上解釋了譜線分裂成3條的原因。這種現象稱為“塞曼效應”。進一步的研究發現，很多原子的光譜在磁場中的分裂情況非常複雜，稱為反常塞曼效應。完整解釋塞曼效應需要用到量子力學，電子的軌道磁矩和自旋磁矩耦合成總磁矩，並且空間取向是量子化的，磁場作用下的附加能量不同，引起能級分裂。在外磁場中，總自旋為零的原子表現出正常塞曼效應，總自旋不為零的原子表現出反常塞曼效應。塞曼效應是繼1845年法拉第效應和1875年克爾效應之後發現的第三個磁場對光有影響的例項。塞曼效應證實了原子磁矩的空間量子化，為研究原子結構提供了重要途徑，被認為是19世紀末20世紀初物理學最重要的發現之一。利用塞曼效應可以測量電子的荷質比。在天體物理中，塞曼效應可以用來測量天體的磁場。