塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-4

塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握觀測塞曼效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。2、加深對原子磁矩級空間量子化等原子物理概念的理解。3.、觀察汞原子546.1nm譜線的分裂現(xiàn)象及它們的偏振狀態(tài)。4、學(xué)習(xí)用法布里—珀羅標(biāo)準(zhǔn)具和CCD器件在光譜測量中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)原理：原子中的電子由于作軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生軌道磁矩，電子還具有自旋運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生自旋磁矩，根據(jù)量子力學(xué)的結(jié)果，有如下關(guān)系：因總磁矩繞總角動(dòng)量運(yùn)動(dòng)只有在方向的投影對外平均效果不為零，可以得到與數(shù)值上的關(guān)系：其中，g為朗德因子，它決定了能級在磁場中的大小。當(dāng)有外磁場時(shí)，原子的總磁矩在外磁場中受到力矩L的作用在磁場中上下能級分別分裂為個(gè)子能級，它們的波數(shù)差為各光的偏振狀態(tài)如下表所示：選擇定則線偏振光π成分無光線偏振光成分左旋圓偏振光線偏振光成分右旋圓偏振光對同一波長的相鄰兩級K和，花紋的直徑平方差用表示，得對同一干涉級，不同波長和的波長差為從而可得波數(shù)差為電子荷質(zhì)比公式為實(shí)驗(yàn)步驟：按實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)好光路。調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，定性觀察當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏振片為各不同位置時(shí)，可以觀察到偏振性質(zhì)不同的π成分和成分。（1）旋轉(zhuǎn)偏振片，找到分裂清晰的π線，以同一格式分別保存未加磁場時(shí)的干涉圖像；用高斯計(jì)測量磁場強(qiáng)度B值并記錄此值。（2）以未加磁場時(shí)的干涉圖樣來確定干涉環(huán)的圓心坐標(biāo)，加上磁場后分裂的干涉圖樣用來測量各個(gè)干涉級的直徑值，記錄各個(gè)干涉級的直徑值，計(jì)算；（3）求出波數(shù)和的值，并求出百分誤差。進(jìn)行F-P標(biāo)準(zhǔn)具調(diào)節(jié)。練習(xí)對F-P標(biāo)準(zhǔn)具的調(diào)節(jié)。注意事項(xiàng)：F-P標(biāo)準(zhǔn)具只是放在光具座上，移動(dòng)時(shí)要小心移動(dòng)并用手做好保護(hù)，以免摔壞。汞燈不能頻繁開關(guān)。F-P標(biāo)準(zhǔn)具及其他光學(xué)器件的光學(xué)表面，都不要用手或其他物體接觸。本實(shí)驗(yàn)中作測量用的F-P標(biāo)準(zhǔn)具已調(diào)好，可供另一臺作練習(xí)用。以同一格式分別保存未加磁場和加磁場的兩個(gè)干涉圖時(shí)光具座上的光具必須處于同一狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)易知：從而K級時(shí)，K-1級時(shí)，K-2級時(shí)，從而那么從而其相對誤差為誤差分析：（1）定標(biāo)畫圓時(shí)，因人為操作，從而導(dǎo)致了偶然誤差的產(chǎn)生；（2）計(jì)算過程中，因存在誤差公式中傳遞，從而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生；（3）實(shí)驗(yàn)儀器本身精度存在著極限值，從而系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生；（4）外部光線干擾汞燈的光線，從而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。結(jié)論：由塞曼效應(yīng)測