氫光譜精細結構

氫原子是人們最了解的原子之一，從氫原子的光譜線中人們掌握了有關電子的許多知識。 但是，改進實驗方法，提高光譜儀的解析度，就會看到氫原子光譜的精細結構。 蘭姆位移實驗和電子、m子的反常磁矩實驗一起構成了量子電動力學的三大實驗支柱。

蘭姆（Willis Eugene Lamb, 1913-）因發現氫光譜的精細結構，庫什（Polykarp Kusch, 1911-1993）因精密測定電子磁矩，共同分享了1955年度諾貝爾物理學獎。
氫原子是人們最了解的原子之一，從氫原子的光譜線中人們掌握了有關電子的許多知識。如果用精確度為零點幾埃的光譜儀來觀測氫原子的光譜線系，得到的結果與玻爾理論和薛丁格方程預言的能級十分吻合。但是，改進實驗方法，提高光譜儀的解析度，就會看到氫原子光譜的精細結構。1928年，狄拉克指出：氫原子處在2S1/2和2P1/2兩種狀態時，應該具有相同的能量。蘭姆採用微波共振方法，讓微波通過處於一種狀態的氫原子，使其轉化到另一種狀態。由於微波的能量被吸收了，因此這兩種狀態應該具有不同的能量。蘭姆還利用微波共振方法直接測出了與這一能量差相應的頻率：1077.77±0.01兆赫茲，後人把這個能級差稱為蘭姆移位。現在的理論認為，這一移位是由於量子化的電子場與電子場之間的高次相互作用引起的，即所謂的“輻射修正”。從同一實驗得到的另一個重要測量結果是精細結構常數a的精確值，這是量子電動力學中出現的一個引人注目的無量綱數，當時蘭姆測量得到的結果是a=1/(137.0365±0.0012)。
蘭姆位移實驗和電子、m子的反常磁矩實驗一起構成了量子電動力學的三大實驗支柱。