塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報告完整版

..XX大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名：學(xué)號：5502210039專業(yè)班級：應(yīng)物101班實(shí)驗(yàn)時間：教師編號：T017成績：塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．觀察塞曼效應(yīng)現(xiàn)象,把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行比較。2．學(xué)習(xí)觀測塞曼效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法。3．計算電子核質(zhì)比。實(shí)驗(yàn)儀器WPZ—Ⅲ型塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)原理塞曼效應(yīng)：在外磁場作用下,由于原子磁矩與磁場相互作用,使原子能級產(chǎn)生分裂。垂直于磁場觀察時,產(chǎn)生線偏振光〔線和線；平行于磁場觀察時,產(chǎn)生圓偏振光〔左旋、右旋。按照半經(jīng)典模型,質(zhì)量為,電量為的電子繞原子核轉(zhuǎn)動,因此,原子具有一定的磁矩,它在外磁場中會獲得一定的磁相互作用能,由于原子的磁矩與總角動量的關(guān)系為〔1其中為朗德因子,與原子中所有電子德軌道和自旋角動量如何耦合成整個原子態(tài)的角動量密切相關(guān)。因此,〔2其中是磁矩與外加磁場的夾角。又由于電子角動量空間取向的量子化,這種磁相互作用能只能取有限個分立的值,且電子的磁矩與總角動量的方向相反,因此在外磁場方向上,〔3XX大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名：劉惠文學(xué)號：5502210039專業(yè)班級：應(yīng)物101班實(shí)驗(yàn)時間：教師編號：T017成績：式中是普朗克常量,是電子的總角動量,是磁量子數(shù)。設(shè)：,稱為玻爾磁子,為未加磁場時原子的能量,則原子在外在磁場中的總能量為〔4由于朗德因子與原子中所有電子角動量的耦合有關(guān),因此,不同的角動量耦合方式其表達(dá)式和數(shù)值完全不同。在耦合的情況下,設(shè)原子中電子軌道運(yùn)動和自旋運(yùn)動的總磁矩、總角動量及其量子數(shù)分別為、、和、、,它們的關(guān)系為〔5〔6設(shè)與和的夾角分別為和,根據(jù)矢量合成原理,只要將二者在方向的投影相加即可得到形如〔1式的總電子磁矩和總軌道角動量的關(guān)系：〔7其中朗德因子為〔8由〔＊式中可以看出,由于共有〔2＋1個值,所以原子的這個能級在XX大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名：劉惠文學(xué)號：5502210039專業(yè)班級：應(yīng)物101班實(shí)驗(yàn)時間：教師編號：T017成績：外磁場作用下將會分裂為〔2＋1個能級,相鄰兩能級間隔為。因?yàn)橛闪孔討B(tài)決定,所以不同能級分裂的子能級間隔不同。設(shè)頻率為的譜線是由原子的上能級躍遷到下能級所產(chǎn)生的,則磁場中新譜線頻率變?yōu)?則頻率差為＝－＝＝用波數(shù)差表示為＝＝,其中為洛倫茲單位,＝線和線：躍遷時的選擇定則：,,當(dāng)＝時,垂直于磁場方向觀察時,產(chǎn)生的振動方向平行于磁場的線偏振光叫線；平行于磁場觀察時線成分不出現(xiàn)。當(dāng)＝時,垂直于磁場方向觀察時,產(chǎn)生的振動方向垂直于磁場的線偏振光叫線；平行于磁場觀察時,產(chǎn)生圓偏振光,＝,偏振轉(zhuǎn)向是沿磁場方向前進(jìn)的螺旋轉(zhuǎn)動方向,磁場指向觀察者時,為左旋圓偏振光；＝,偏振轉(zhuǎn)向是沿磁場方向倒退的螺旋轉(zhuǎn)動方向,磁場指向觀察者時,為右旋圓偏振光。錯序觀察法：汞546.1nm譜線在磁場作用下分裂為9條子譜線,其裂距相等為。其中3條線,6條線。采用加大磁場的方法使某些分量錯序,并且正好與相鄰干涉序的另一些分量重疊〔即錯序觀察法,從而測得磁場強(qiáng)度。XX大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名：劉惠文學(xué)號：5502210039專業(yè)班級：應(yīng)物101班實(shí)驗(yàn)時間：教師編號：T017成績：對同一干涉序不同波長和的波長差關(guān)系為：其波數(shù)的關(guān)系為計算荷質(zhì)比：因?yàn)楦髯幼V線裂距為,所以波數(shù)差＝＝,則＝＝四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.調(diào)節(jié)F-P標(biāo)準(zhǔn)具。2.調(diào)整光路。3.觀察觀察汞綠線546.1nm在加上磁場前后和不斷增大磁場時的干涉圓環(huán)的變化情況；轉(zhuǎn)動偏振片確定哪些譜線是π成份,哪些是σ成份；描述現(xiàn)象并加以理論說明。4.在勵磁電流I=3A〔B=1.2T條件下調(diào)出塞曼分裂的π譜線,用軟件處理圖片,測出e/m的值。XX大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名：劉惠文學(xué)號：5502210039專業(yè)班級：應(yīng)物101班實(shí)驗(yàn)時間：教師編號：T017成績：五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)知：所以百分誤差六、實(shí)驗(yàn)誤差分析1.實(shí)驗(yàn)儀器的精準(zhǔn)度不高2.實(shí)驗(yàn)過程中畫圈測圓的半徑時,由于是目測的,導(dǎo)致無法精確3.實(shí)驗(yàn)過程中有部分光線的干擾等等七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及體會1.通過實(shí)驗(yàn),是自