塞曼效應(yīng)-理科物理實驗報告-實驗步驟數(shù)據(jù)分析討論完整

塞曼效應(yīng) 實驗報告一、 實驗?zāi)康呐c實驗儀器（1） 掌握觀測塞曼效應(yīng)的方法，理解原子磁矩及空間量子化等原子物理學(xué)概念；（2） 學(xué)習(xí)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的調(diào)節(jié)方法以及CCD器件在光譜測量中的應(yīng)用；（3） 觀察汞原子546.1nm譜線的分裂現(xiàn)象及偏振狀態(tài)，由塞曼裂距計算電子荷質(zhì)比。儀器：永磁塞曼效應(yīng)實驗儀，主要由控制主機、筆形汞燈、毫特斯拉計探頭、永磁鐵、會聚透鏡、干涉濾光片、法布里一珀羅標(biāo)準(zhǔn)具、成像透鏡、讀數(shù)顯微鏡、導(dǎo)軌以及六個滑塊組成。二、 實驗原理（要求與提示：限400字以內(nèi)，實驗原理圖須用手繪后貼圖的方式）1、原子的總磁矩與角動量的關(guān)系。原子中的電子由于軌道運動產(chǎn)生軌道磁矩，電子還具有自旋運動產(chǎn)生的自旋磁矩，軌道磁矩七和角動量已一2m旦一J'0十項自旋磁矩"和自旋角動量礦總磁矩”在F方向的投影7CJ+1）-LQ十D十S（s十1）I十wTn2、外磁場的作用。在外磁場中，原子總磁矩受到力矩的作用，使角動量'口.繞磁場方向作進動，進動引起的附加能量則，無外磁場時的一個能級在外磁場作用下分裂為2J+1個子能級，由上式?jīng)Q定了每個能級的附加能正比于外磁場。3、塞曼效應(yīng)選擇定則= =0,±14、電子荷質(zhì)比

三、 實驗步驟（要求與提示：限400字以內(nèi)）1、 按照圖所示，依次放置各光學(xué)元件，并調(diào)節(jié)光路上各光學(xué)元件等高共軸，點燃汞燈，使光束通過每個光學(xué)元件的中心。2、 從測量望遠鏡中可觀察到細銳的干涉圓環(huán)發(fā)生分裂的圖像。放置偏振片，當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏振片為0°，45°，90°時，可觀察到偏振性質(zhì)不同的n和。成分。3、 旋轉(zhuǎn)偏振片，通過讀數(shù)望遠鏡能夠看到清晰的每一級三條分裂圓環(huán)，旋轉(zhuǎn)望遠鏡鼓輪，測量四個圓環(huán)的直徑約一、久、&、*四、 數(shù)據(jù)處理（要求與提示：對于必要的數(shù)據(jù)處理過程要貼手算照片而他澤宿均險務(wù)二壹仆舛艱頃、物。‘，二EW〔乙如珪克線縫（翱更二心5泌"E）同5咨)0~I、［58同5咨)0~I、［58了Z5施1或8五、 分析討論（提示：分析討論不少于400字）1、誤差來源。（1）實驗儀器精準(zhǔn)度不高（2）實驗中有部分光線干擾，對條紋的清晰度產(chǎn)生干擾。（3）拍照、打印處理后，受到拍照角度、打印縮放比例影響，圖形有輕微變形，在精準(zhǔn)測量后可以發(fā)現(xiàn)，分裂條紋并不是嚴(yán)格的圓形，不同方向的直徑大小變化在肉眼可分辨內(nèi)。（4）實際測量的條紋并不是“線”而是一個個圓環(huán)，圓環(huán)寬度不能忽略對直徑的測量，故在測量直徑的時候，選取起始-終止測量點的時候會與其實際直徑有較大偏差。2、 以上原因造成的測量誤差，均在可接受范圍。3、 本實驗數(shù)據(jù)處理并未采用圖像中最內(nèi)組的圓環(huán)，因為最內(nèi)組的圓環(huán)寬度較高，且分辨率低。另一方面大直徑數(shù)據(jù)能夠有效降低測量造成的誤差（測量偏差在總量上占比低，故參與計算后對結(jié)果的影響?。?、 實驗進行中需要對相機焦距進行不斷地手動調(diào)整，避免自動對焦到分劃板上的刻度上導(dǎo)致條紋不清晰，而無法準(zhǔn)確測量各圓的直徑。5、 匯聚透鏡的光軸方向上的位置對條紋的影響不大，但是會影響條紋亮度。望遠鏡的光軸方向位置同樣對條紋沒有明顯影響（成像透鏡應(yīng)該在望遠鏡上）。但是其高度及仰角對能不能看到條紋影響較大，所以在拍照時要扶穩(wěn)望遠鏡，避免相機接觸目鏡時使圖像消失。六、 實驗結(jié)論電子