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文档简介

1、塞曼效应0910200 方啸一、实验目的掌握观测塞曼效应的实验方法,掌握塞曼效应的有关理论。利用高分辨光谱仪(如法布里玻罗标准具或大型光栅摄谱仪等分光设备)观察和拍摄汞灯谱线546.1nm的塞曼效应,并测量它的波长差和荷质比。二、仪器用具磁场(7600高斯)、wrj-40型晶体管直流稳压电源、汞辉光放电管、霓虹灯变压器、fpb-1型法布里-珀罗标准具、投射干涉滤光片、偏振片、透镜、测微目镜。(一)谱线在磁场中的分裂根据量子理论,当光源处于磁场b中,能级e要发生分裂,其附加能量为m为磁量子数,g是朗德因子,b为玻尔磁子241=9.274 102beej tm当光源未受磁场作用时,设电子由e2能级

2、向e1能级跃迁,产生频率为的谱线;21hveebemgb 当光源受磁场作用,能级发生分裂,上下能级分别表示为e2+e2、 e1+ e1;它们之间的跃迁产生频率为的新谱线,有得到波数差为l为洛伦兹单位2211()bhhm gm gbclgmgm)(11112211,46.74bebebllbmthm c研究汞546.1nm的塞曼分裂,即3s13p2的跃迁;可以计算得到3s1、3p2的mg值,根据选择定则,m=0、1、-1;有9条谱线满足此条件,如下图:塞曼效应造成的光谱分裂很小,难用常规光谱仪来观测塞曼效应,通常先用常规光谱仪分出一条光谱后,再用标准具进一步分光。本实验先用滤光片分出546.1n

3、m光,再由法布里-珀罗标准具完成分光;iidf干涉级与干涉环直径的平方成线性关系:同一级不同波长的波长差为用中心干涉环的干涉级k=2d/来代替被测干涉环的干涉级,代入上式,得到实验计算波数差的公式:2221dddababkfdd)81 (222)(22122kkabbaddddk2222221,abbakkdddddd12ol1pff-pl2m1:磁场; 2:激磁电源; o:汞灯; l1、l2:透镜;f-p:标准具;m:读数显微镜;p:偏振片;f:滤光片(一)调整光路,观察塞曼效应点亮汞灯,把透镜置于适当位置,使光充满标准具;调节标准具,眼睛上、下、左、右移动,若看到干涉环缩冒的现象,则调节标准具的三个调节旋钮;在标准具后安置透镜和目镜,保证光学系统共轴,调节位置以看清各干涉环;开启稳压电源,看到分裂的干涉环。本实验,只测量成分。2、测量并计算波长差 3、测量并计算荷质比 对于正常塞曼效应,分裂谱线的波数差为荷质比为 )()(41)()()()(412426

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