塞曼效应(6).docx

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1、塞曼效应目录实验目的实验原理数据处理思考题原始数据实验目的（回目录）通过观察并拍摄Hg(546.Inm)谱线在磁场中的分裂情况，测e量其裂距并计算荷质比m实验原理(回目录)1.谱线在磁场中的能级分裂能级E1和E2之间的跃迁产生频率为V的光，hvE2Ei在磁场中，若上、下能级都发生分裂，新谱线的频率V与能级的关系为hv,(E2E2)(EiEi)(E2Ei)(E2Ei)hv(M2g2M1g1)bB,zbBVVV(M2g2M1g1)h分裂后谱线与原谱线的频率差为ehB代入玻尔磁子,4m,得到eV(M2g2Migi)B4m等式两边同除以C,可将式表示为波数差的形式e(M2g2M1g1)J.BeB4me

2、，则(M2g2Migi)11称为洛伦兹单位，1B46.7mT2.实验方法a)观察塞曼分裂的方法一般情况下标准具反射膜间是空气介质，大值为1,因此，干涉极2dcosK1 .自由光谱范围2dcosm1(m1)2221则由于F-P标准具中，在大多数情况下，COSX,所以上式中ZQm1因此122d-22近似可认为12小，2则2d用波数差表示2d1定义为光谱仪的分辨本领，对于F-P标准具，分辨本领KNN依赖于平板内表面反射膜的反射率R,RIRC1将K与N代入得KN2d(1Rr)b)测量塞曼分裂谱线波长差的方法22cosI2sin=199代入得2dcos2d10?K2224-nr1Dx:22ab“2Da)

3、DbDa-22代入，得波长差22DbDa22DKZIDk2d波数差221PB04210254秦自强C）用塞曼分裂计算荷质比m对于正常塞曼效应，分裂的波数差为eB4me代入测量波数差公式得22e2cDb1Da122mdBDiD/已知d和B,从塞曼分裂的照片测出各环直径，就可计算e/m数据处理（回目录）1.调节光路共轴调节两个透镜的位置使成像最清晰，并调节2mm的F-P标准具到最佳分辨状态，即要求两个镀膜面完全平行。此时用眼睛直接观察F-P标准具，当眼睛上、下、左、右移动时，圆环中心没有吞吐现象。操作时应注意，由d=sink,d越大级次越高。一次向某方向眼睛移动时，若吐出圆环，说明该方向上的d较大

4、，则应拧紧相应的螺钉。2,用2mm的F-P标准具观察Hg546.Inm谱线的塞曼分裂成分振向与磁场平行，。成分与磁场垂直。理论上把偏振片调至铅垂时为。成分，水平是为兀成分。实验时，调至水平时，观察到中间3条亮线，说明为兀成分。调至铅垂时，观察到只剩6条亮线，中间3条消失。3.用5mm的F-P标准具观察Hg546.Inm谱线的塞曼分裂光谱重叠现象a）测量值I/A1.201.371.602.233.30B测mT5506307108501000b）理论值BTm2dn46.7d4.995mmn43.532.52B理mT5366127148571072C）误差分析B测mT5506307108501000

5、B理mT5366127148571072误差2.6%2.9%0.6%0.9%6.7%在允许的范围内，实验值与理论值基本相符。产生误差的原因有：i .裂纹重叠时由于太细密，很难辨认。ii .读数仪器精确度不高。思考题（回目录）1 .如何鉴别F-P标准具的两反射面是否严格平行，如发现不平行应该如何调节？例如，当眼睛向某方向移动，观察到干涉纹从中心冒出来，应如何调节？答：实际观察时，当眼睛上下左右移动时候，圆环无吞吐现象。操作时应注意，由d=sinOk入，d越大级次越高。一次向某方向眼睛移动时，若吐出圆环，说明该方向上的d较大，则应拧紧相应的螺钉。2 .已知标准具间隔圈厚度d=5mm,该标准具的自由光谱范围是多大？根据标准具自由光谱范围及546.Inm谱线在磁场中的分裂情况，对磁感应强度B有何要求？若磁感应强度B达到0.62T,分裂谱线中哪几条将会发生重叠？答：自由光谱范围1dIOOm2为使得相邻两级不重叠，应使411d,2B1Tm535T2d446.73 .沿着磁场方向观察，M1和M1的跃迁各产生哪种圆偏振光？答：”为右旋圆偏振光，”为左旋圆偏振光。原始数据（回目录）1.N12345I/A1.201.371.602.233.30B/mT5506307108501000