基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬實驗研究

1、基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬實驗研究匯報內(nèi)容1塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容LabVIEW在實驗授課中的優(yōu)勢基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真早期的塞曼效應(yīng) 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心2圖1. Pieter Zeeman“I introduced into an oxyhydrogen flame, placed between the poles of a Ruhmkorffs electromagnet, a filament of asbestos soaked in common salt. The light of the flame was examined with a Ro

2、wlands grating. Whenever the circuit was closed both D lines were seen to widen.”1SN圖2. 塞曼原始實驗原理圖A. 塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容塞曼效應(yīng)的發(fā)展23厘清塞曼效應(yīng)中這些復雜現(xiàn)象，伴隨著原子物理和量子力學的發(fā)展。A. 塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容塞曼效應(yīng)的實驗教學 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心4實驗技能光路調(diào)整干涉元件的調(diào)節(jié)干涉圖樣的觀察利用光學干涉方法研究原子能級結(jié)構(gòu)近代物理實驗“原子物理”部分的經(jīng)典實驗定位外磁場能夠引起原子譜線的分裂，即原子具有磁矩，且其空間取向量子化物理原理原子物理學光學理論知識A

3、. 塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容難點：如何快速調(diào)用已學的理論知識指導實驗操作塞曼效應(yīng)的實驗教學5圖3. 塞曼效應(yīng)實驗基本裝置圖電磁鐵及燈源偏振片濾光片標準具讀數(shù)顯微鏡A. 塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容已有的若干改進6光源：Hg 546.1nm 577nm 579nm 4標準具：氣壓掃描式、MATLAB模擬 5研究內(nèi)容：分裂譜線相對強度測量 6光路等高共軸調(diào)節(jié) 7成像：成像顯微鏡、CCD 8、智能手機 9數(shù)據(jù)處理：LabVIEW 10A. 塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容我們的關(guān)注點重拾被遺忘的理論知識塞曼分裂波數(shù)差公式、等厚干涉等傾干涉、法布里珀羅標準具抓住直觀清晰的物理圖像成像在屏上的干涉圖樣熟悉實驗

4、裝置 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心7A. 塞曼效應(yīng)的淵源及其教學內(nèi)容基于LabVIEW的虛擬實驗可以輔助完成這些目標LabVIEW8B. LabVIEW在實驗授課中的優(yōu)勢圖形化編程，區(qū)別于其他計算機語言利用程序框圖和數(shù)據(jù)流，體現(xiàn)算法邏輯提供豐富的控件以及接口LabVIEW在教學中的應(yīng)用 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心9B. LabVIEW在實驗授課中的優(yōu)勢myDAQ串口通訊數(shù)據(jù)庫ARM處理器ZigBee單片機MATLAB SimulinkVISA通信工程自動化工業(yè)設(shè)計虛擬儀器仿真界面 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心10C. 基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真展示區(qū)輸入?yún)^(qū)輸出區(qū)圖4. 具備用戶友好

5、性的LabVIEW界面輸入?yún)^(qū)選項卡 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心11C. 基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真通過數(shù)值變量改變參數(shù)：電磁鐵電流標準具的間隔、折射率、膜鏡反射率偏振片的起偏角度圖5. 涵蓋不同參數(shù)的選項卡公式接口 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心12C. 基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真圖6. 程序框圖中的公式接口多光束干涉公式相位差輸出：光強分布 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心13C. 基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真圖7. 程序框圖中的強度圖及輸出參數(shù)調(diào)節(jié) 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心14C. 基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真圖8. 不同磁場強度、反射膜間距、起偏角度下

6、的干涉圖樣利用LabVIEW的“連續(xù)運行”功能，可以實現(xiàn)實時繪圖反饋塞曼效應(yīng)虛擬實驗的定位預習階段調(diào)動所學的理論知識把握物理圖像熟悉實驗裝置考察階段 南開大學基礎(chǔ)物理實驗教學中心15C. 基于LabVIEW的塞曼效應(yīng)虛擬仿真有針對性的預習課下預習自主實驗實驗報告不完善的提問知識點鞏固期末考試快速考察參考文獻1 Zeeman, P. “The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance”, Nature, 1897.2 廖紅波，“塞曼效應(yīng)實驗”，物理實驗，20173 From 4 陳星輝，周昕，“塞曼效應(yīng)實驗中等高共軸調(diào)節(jié)問題探討”，大學物理實驗，20145 張哲朋等，“塞曼效應(yīng)實驗中法布里珀羅標準具的Matlab模擬”，大學物理，20156 李武軍，王曉穎，“汞原子塞曼效應(yīng)分裂譜線相對強度的測量”，大學物理，20097 汪振東，楊慶，“Hg(577nm,579nm)塞曼效應(yīng)分析”，大學物理實驗，20118 趙海英，“塞曼效應(yīng)實驗的CCD測量法”，大學物理實驗，20029 劉衛(wèi)衛(wèi)，“