南大2016年春經(jīng)濟法學(xué)第一次作業(yè)

1、光磁共振實驗摘要：本實驗依據(jù)塞曼效應(yīng)、光抽運效應(yīng)、基態(tài)塞曼子能級間的光磁共振等原理，運用“光抽運磁共振光探測”的方法，測量地磁場垂直分量和水平分量以及銣原子的相關(guān)參量。關(guān)鍵詞：光磁共振，光抽運，塞曼效應(yīng)一、引言二、實驗原理三、實驗儀器四、實驗步驟：五、數(shù)據(jù)處理及誤差分析亥姆霍茲線圈軸中心處磁感應(yīng)強度B的計算公式為其中r為線圈有效半徑（m），I為線圈電流強度（A）。本實驗中線圈的相關(guān)參數(shù)見下表線圈參數(shù)水平線圈垂直線圈掃描線圈匝數(shù)N250100250半徑r（m）0.24010.15300.23601地磁垂直分量測量實驗測得垂直磁場與地磁場垂直分量完全抵消時，垂直線圈電流為0.062A，代入磁感應(yīng)強

2、度計算式中，得地磁場垂直分量 .2.銣原子基態(tài)朗德因子和核自旋量子數(shù)I測量水平線圈電流0.280A，代入磁感應(yīng)強度計算式中，對應(yīng)的磁感應(yīng)強度為（1）原子：實驗測得=979.4kHz=265.3kHz與對應(yīng)的頻率=622.35kHz由此可以算出原子的=0.34I=2.45的理論值為=，因此的測量誤差為=1.83%I的理論值為=2.5，因此I的測量誤差為=2.16%（2）原子：實驗測得=1460.6kHz=392.8kHz與對應(yīng)的頻率=926.7kHz由此可以算出原子的=0.51I=1.48的理論值為=0.5，因此的測量誤差為=1.08%I的理論值為=1.5，因此I的測量誤差為=1.43%3.地磁

3、場的水平分量和傾角的測量水平線圈電流0.280A，對應(yīng)的磁感應(yīng)強度為 （1）：=485.9kHz與對應(yīng)的頻率為=246.75kHz計算得（2）：=725.9kHz與對應(yīng)的頻率為=367.35kHz計算得兩者取平均值，得前面已經(jīng)測得所以=傾角為=0.277本實驗誤差的主要來源：1. 本實驗測量過程中，實驗室內(nèi)還在進行塞曼效應(yīng)的實驗，其使用的強磁場對本實驗中磁共振頻率的測量產(chǎn)生了干擾；2. 示波器信號飄忽不定，使磁共振頻率的測量存在讀數(shù)誤差；3. 遮光布遮光不充分，外界光透入對測量產(chǎn)生干擾。六、思考題1. 為什么實驗要在抵消地磁場垂直分量狀態(tài)下進行？用垂直磁場線圈抵消地磁場的垂直分量是為了消除地磁場在垂直方向上對實驗的影響，如不抵消，實驗效果將不明顯，導(dǎo)致誤差較大，甚至觀察不到信號。2.掃場在實驗中的作用是什么？掃場起到中介的作用，使得在求時消除地磁場水平分量的影響。3.測量值時，將水平場換向得到的頻率為，為什么不是？  因為水平磁場和掃場的方向相同，在推得 的表達式時，相加消去掃場