Hamiltonian of a many-electron atom in an external magnetic field and classical electrodynamics

The increasing precision of experiments on the Zeeman effect of many electron atoms requires an ever increasing knowledge of relativistic and radiative effects. The generalization of the Breit equation as proposed by Hegstrom includes all these effects up to order c— 3. In the non relativistic limit the resulting Hamiltonian is quite intricate, but we show in this paper that it is possible to explain almost all of its terms within the frame of classical electrodynamics. In particular, picturing the atoms as point-like particles with intrinsic magnetic moments, we show that the physical phenomena underlying the Breit equation and its recent extension are mainly two well-known classical phenomena : i) the interaction of the magnetic moment of the constituent particles with the magnetic field they experience in their rest frame; ii) the Thomas precession of the spins of the accelerated particles.La précision croissante des expériences concernant l'effet Zeeman des atomes à plusieurs électrons necessite une connaissance toujours plus approfondie des effets relativistes et radiatifs. L'extension de l' équation de Breit proposée par Hegstrom permet de rendre compte de ces effets jusqu'à l'ordre 1/c3; a la limite non relativiste, le hamiltonien trouvé est d'une grande complexité. Nous montrons dans cet article qu'il est possible de rendre compte — dans le cadre de l'electrodynamique classique — de la quasi-totalité de ses termes. Il apparait ainsi que l'équation de Breit et son extension traduisent en fait essentiellement l'existence de deux phénomènes physiques simples et bien connus : i) l'interaction du moment magnétique de chaque particule avec le champ qu'elle subit dans son référentiel propre, ii) la précession de Thomas des spins des particules accélérées