塞曼效应指导书VIP免费

塞曼效应 1896 年，塞曼（Peter Zeeman 荷兰物理学家）发现，把光源臵于足够强的磁场中，光源发出的每条谱线分裂成若干条偏振化谱线，分裂的条数随能级类别不同而不同，这种现象称为塞曼效应。塞曼效应是继法拉第效应和克尔效应之后发现的第三个磁光效应。是物理学的重要发现之一。 塞曼效应证实了原子具有磁矩， 而且其空间取向是量子化的。在磁场中，原子磁矩受到磁场作用，使原子在原来能级上获得一附加能量。由于原子磁矩在磁场中的不同取向而获得的不同附加能量，使得原来一个能级分裂成能量不同的几个子能级。同样 ，由光源发出的一条谱线也会分裂成若干成份。 由汞光源发出的546.1nm 光谱线在外磁场作用下产生跃迁，如图 1 所示，而原子发光必须遵从0M或1M的跃迁定则（M表示光谱线由于能级跃迁而产生的磁量子数的差值），而且选择定则与光的偏振有关，光的偏振状态又与观察角度有关。垂直于磁场时为线偏振光，而平行于磁场时则是圆偏振光。 由图 1可以看到，由于选择定则的限制，只允许 9种跃迁存在，从横向角度观察，原 546.1nm光谱线分裂成9条彼此靠近的光谱线，如图 2所示，其中包括3条 分量线（中心 3条）和 6条 分量线。 这些条纹相互迭合而使的观察困难。由于这两种成份偏振光的偏振方向是正交的，因此我们可以利用偏振片将 分量的6条条纹滤去，只让 分量条纹留下来，由于相邻谱线之间的间距非常小，所以采用 2mm间隔的法布里－珀罗标准具 来准确的分析谱线的精细结构。实验仪采用干涉滤光片把笔形汞灯中的546.1nm光谱线选出，在磁场中进行分裂，后面用读数显微镜观察并测量分裂圆的直径，然后计算出电子荷质比。也可以选配CCD摄像装臵，并通过图象采集送入电脑，应用塞曼效应实验分析软件进行数据处理。 实验内容 1 ．研究汞光谱的塞曼分裂现象，计算汞光谱的塞曼分裂裂距以及电子的荷质比，证实原子具有磁矩与空间取向量子化，进一步理解光的电磁理论； 2．了解调节光学元件接近严格平行的方法，理解法布里—珀罗标准具的干涉原理并掌握其调整方法。 实验装臵 （一）整机结构 如下图所示 1 －氦氖激光器 2 －控制主机 3 －电磁铁 4 －偏振检测 5 －会聚透镜6 －干涉滤光片 7 －法布里－珀罗标准具 8 －成像透镜 9 －读数显微镜10－光功率计 选配件：CCD 摄像器件、图像采集卡、塞曼效应实验分析软件、监视器。 （二）主机 主机正面板示意图如图 8所示：...