塞曼效应实验数据处理方法及举例_图文

1、年月第卷第期包头职业技术学院学报，塞曼效应实验数据处理方法及举例郭凯敏鲁毅吕翔金香（内蒙古科技大学包头师范学院物理系，内蒙古包头；包头市第六中学，内蒙古包头）摘要：简要讲述了塞曼效应的原理，较为详细阐述了塞曼效应实验数据处理方法，以及通过实验数据的具体处理，求得标准具间隔、自由光谱范围、塞曼分裂的波长差猷以及塞曼分裂间隔。关键词：塞曼分裂间隔；自由光谱范围；塞曼效应（，；，）：，苛，从。审：；塞曼效应原理原子某一能级的能量为，在外场的作用下，原子获得附加能量：式中，玻尔磁子（）（为电子电荷，为电子质量），为朗德因子，磁量子数，一，一，共有个值，即无磁场的一个能级，在外磁场的作用下因具有个附加能

2、量而分裂成个子能级，它相对于原来的能级移动为。没有外电场时，原子由高能级跃迁到低能级时发射的谱线的频率为，满足一加外场后，和能级分别分裂成和个塞曼子能级，附加能量分别为和。，分裂后的谱线频率为，则（岛）一（），分裂后的谱线与原谱线的频率差为一（一）（一）（）用波数差（即塞曼分裂间隔）表示如下（一）（）（一）洛仑兹单位一（），的单位为。塞曼效应实验数据处理方法各子能级跃迁的格罗春图表示本实验的汞原子谱线是由跃迁到产生的。表列出了和能级的各项量子数的数值。采用格罗春图（图）来表示和两能级的跃迁，能级共有个子能级和能级共有个子能级。在格罗春图上，我们可以一一地标上相应的与值，这样就可以求得相应的塞曼

3、跃迁的（）值。收撬自期：一一作者简介：郭凯教（一）男，内蕾古包头人。内举古科技大学包夹师范学院物理系助教在读项、博连读研究生主委从事近代物理实先学研克。郭凯敏等：塞曼效应实验数据处理方法及举例表和能级的各项量子数值表一一一一××图格罗春图标准具间隔和自由光谱范围在图中，光源经透镜集光再照射到标准具，以使标准具能得到均匀的照明。设入射光线中的波长入的光线在空气层中的折射角为，则相邻透射光束的光程差为（）人射光束经标准具后成像在透镜的焦平面上，形成直径为的干涉圆条纹，由图可得二：垦一（）：（瑶“一延（）以（）式代人上式（设），得捌一警（）上式说明干涉条纹的直径。越小，其干涉级别

4、越大。图实验装置的光路由。一百（）式和（）式求得标准具间隔为：丁与（）拈瓦瓦¨自由光谱范围刍（）把（）式代入上式，可求出自由光谱范围坼。塞曼分裂波长差和塞曼分裂间隔对于同一干涉级的不同分裂光谱其中两相邻波长入和入，谱线的波长差为、，、（斑）一醒“丽一：篇蒜苗（），一）式中（。：）为同一干涉级相邻两谱线各自干涉圆环的直径平方差，（），：。）为同一波长的相邻干涉级和（一）的两个干涉圆环的直径平方差。实验测量的干涉圆环一般都在中心圆环附近，由标准具的间隔圈厚度（毫米量级），入可知，中心圆环的干涉级很大（一般为量级），所以用中心圆环的干涉级近似代替被测圆环的干涉级，即用时，中心最高级次代替附

5、近的其它级次。把代人（）式，得塞曼分裂的波长差为：入，一入：；黼，怂“。面瓦去商塞曼分裂间隔（即波数差）备为：三一：血善！粤（）一；）一、塞曼效应实验数据及处理实验数据已知，入，。经过实验，测得具体数据如下：曝光时间（底片曝光时间），磁场强度（用高斯计测量），其余的见表。表测量数据实验数据实验数据圆环直径圆环直径”（）（）（一）、（），（一）（一），邦凯敏等：塞曼效应实验数据处理方法及举例数据处理计算百和可为同一波长相邻级次的条纹直径平方差，而为同一级次不同波长的条纹直径平方差。由图图示方法，计算和：（）（）（）（）（）（）一：塑姿些：。二！“（）（）（）（）（）厂日厂胡厂日厂日匾比磙壤掰壤跗

6、磕毗士歹了了厩一。胡龃胡匾图数据处理图求标准具间隔结合（）式和图，得，；）一：一代人相应数据，得标准具间隔为：丛娑生粤攀尝业：一（衄）一把代入（）式，得自由光谱范围为药孬万丽而二，由（）式结合图，得塞曼分裂波长差猷为、妒卧厕（）（吼）（）：×：由（）式结合图，得塞曼分裂间隔为审面（）×（）×（编辑：王英姿）参考文献：邬鸿彦，朱明刚近代物理实验科学出版社戴乐山，戴道宣近代物理实验复旦大学出版社刘乐书等近代物理实验电子科技大学应用物理系林木欣主编近代物理实验教程科学出版社 塞曼效应实验数据处理方法及举例作者：郭凯敏， 鲁毅， 吕翔， 金香， Guo Kaimin， Lu Yi， Lv Xiang， Jin Xiang作者单位：郭凯敏,鲁毅,金香,Guo Kaimin,Lu Yi,Jin Xiang(内蒙古科技大学包头师范学院物理系,内蒙古包头,014030， 吕翔,Lv Xiang(包头市第六中学,内蒙古包头,014010刊名：包头职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF BAOTOU VOCATIONAL & TECHNICAL COLLEGE年，卷(期：2008，9