电磁场与光的相互作用一直是物理学家研究的重要课题。1845年法拉第 (Michael Faraday,1791-1867)发现了磁场能改变偏振光的偏振方向,即磁致旋光效应。1875年克尔(J.Kerr,1824-1907)发现各向同性的介质如玻璃等,在强电场作用下会表现出各向异性的光学性质,出现双折射现象,即电光效应。1896年荷兰塞曼(Pieter Zeeman,1865~1943)研究电磁场对光的影响,他把钠光源置于强磁场中,发现钠的谱线出现了加宽现象,即谱线发生了分裂,后称为正常塞曼效应。著名物理学家洛仑兹(Hendrik Antoon Lorentz,1853~1928)用经典电子论对这种现象进行了解释。他认为电子存在轨道磁矩,并且磁矩在空间的取向是量子化的,因此在磁场作用下能级发生分裂,谱线分裂成间隔相等的3条谱线。用正常塞曼效应测出电子荷质比,与1897年汤姆逊(Joseph John Thomson 1856-1940) 测量阴极射线的结果相同。由于塞曼效应的发现,塞曼和洛仑兹分享了1902年诺贝尔物理学奖。1897年英国普雷斯顿(Preston) ,美国的迈克耳孙(1897) ,德国的龙格(Runge,1902)和帕邢(Friedrich Paschen,1912) 都观察到光谱线有时分裂多于3条,称为反常塞曼效应。反常塞曼效应在很长时间里一直没能得到很好的解释。1921年,德国朗德(Landé)发表《论反常塞曼效应》的论文,引进朗德因子g表示原子能级在磁场作用下的能量改变比值,这一因子只与能级的量子数有关。 1925年,荷兰乌仑贝克(G.E.Uhlenbeck,1900-1974)和古德斯米特(S.A.Goudsmit,1902-1978)提出了电子自旋假设,很好地解释了反常塞曼效应。塞曼效应证实了原子具有磁矩和空间取向量子化。根据光谱线分裂的数目可知总角动量量子数J ,根据光谱线分裂的间隔可以测量g 因子,近而确定原子总轨道角动量量子数L和总自旋量子数S的数值,因此,塞曼效应是研究原子结构的重要方法之一。另外由塞曼效应可分析物质的元素组成,在科研和生产中有重要应用。