Zeemanov učinek je lastnost v fiziki, pri kateri se svetloba spektralne črte pod vplivom magnetnega polja razdeli na dve ali več frekvenc. Nepremičnina je poimenovana po Pieterju Zeemanu, nizozemskem fiziku iz 20. stoletja, ki je leta 1902 skupaj s Hendrikom Lorentzom prejel Nobelovo nagrado za fiziko za odkritje učinka. Razvoj kvantne mehanike je dodatno spremenil razumevanje Zeemanovega učinka z določitvijo, katere spektralne črte so bile oddane, ko so se elektroni premikali iz ene energijske lupine v drugo v njihovi orbiti atomskih jeder. Razumevanje Zeemanovega učinka je privedlo do napredka pri študijah elektronske paramagnetne resonance, pa tudi do merjenja magnetnih polj v vesolju, kot so tista Sonca in drugih zvezd.
Razmišljanje o tem, kako poteka Zeemanov učinek v vodiku, je ena najlažjih metod za razumevanje procesa. Magnetno polje, naneseno na spektralno črto prehoda vodika, bo povzročilo interakcijo z magnetnim dipolnim momentom orbitalne kotne količine za elektron in razdelilo spektralno črto na tri črte. Brez magnetnega polja je spektralna emisija v eni valovni dolžini, ki jo urejajo glavna kvantna števila.
Zeemanov učinek lahko razdelimo tudi na anomalni Zeemanov učinek in normalni Zeemanov učinek. Za normalni Zemanov učinek so značilni atomi, kot je vodik, kjer pride do pričakovanega prehoda v enakomerno razporejen prikaz tripleta spektralnih črt. Pri anomalnem učinku lahko magnetno polje namesto tega razdeli spektralne črte na štiri, šest ali več delitev, s širšimi razmiki med valovnimi dolžinami, kot je bilo pričakovano. Anomalni učinek je poglobil razumevanje spina elektrona in je nekaj napačno označen, saj je zdaj predviden učinek.
Eksperimentalni rezultati preučevanja tega pojava so prišli do zaključka, da je bilo spinsko stanje oziroma orientacija elektrona ključno za energijsko spremembo, ki jo je doživel, in s tem za vrsto spektralne emisije, ki jo je povzročil. Če bi bila ravnina orbite za elektron pravokotna na uporabljeno magnetno polje, bi to povzročilo pozitivno ali negativno stanje spremembe energije, odvisno od njegove rotacije. Če bi bil elektron znotraj ravnine svoje orbite okoli jedra, bi bila neto sila ali stanje spremembe energije nič. To je zaključilo, da je mogoče Zeemanove cepitvene učinke izračunati na podlagi orbite ali kotnega momenta elektrona glede na katero koli uporabljeno magnetno polje.
Prvotna opažanja so pokazala, da bi bil običajen Zeemanov učinek, ki ga spremlja vodik, kjer je prišlo do razcepa na tri spektralne črte, običajen. V resnici pa se je izkazalo, da je to izjema od pravila. To je zato, ker razdelitev treh spektralnih črt temelji na kotnem momentu ali orbiti elektrona okoli jedra, vendar ima spinsko stanje elektrona dvakrat večji magnetni moment kotne količine. Spin stanje se obravnava kot večji dejavnik, zato je treba pri ustvarjanju Zeemannovega učinka, spinska stanja ali rotacije elektronov pa je treba teoretično napovedati z uporabo kvantne elektrodinamike.