实验题目：塞曼效应实验目的：研究塞曼分裂谱的特征，学习应用塞曼效应测量电子的荷质比和研究原子能级结构的方法。实验仪器：塞曼效应实验平台仪器，磁感应强度测量仪，底片，秒表等。实验原理：（点击跳过实验原理）1.谱线在磁场中的能级分裂对于多电子原子，角动量之间的相互作用有 LS 耦合模型和 JJ 耦合某型。对于 LS 耦合，电子之间的轨道与轨道角动量的耦合作用及电子间自旋与自旋角动量的耦合作用强，而每个电子的轨道与自旋角动量耦合作用弱。原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩。总磁矩在磁场中受到力矩的作用而绕磁场方向旋进，可以证明旋进所引起的附加能量为△E 二 Mg/.B（1）其中 M 为磁量子数，B为玻尔磁子，B 为磁感应强度，g 是朗德因子。朗德因子 g 表征原子的总磁矩和总角动量的关系，定义为=1+JQ +1 —） L （ L +1 ） + s （ s +1 ） ⑵g_2 丿（丿+1）其中 L 为总轨道角动量量子数，S 为总自旋角动量量子数，J 为总角动量量子数。磁量子数M 只能取 J,J-1,J-2,…，-J,共（2J+1）个值,也即 AE 有（2J+1）个可能值。这就是说，无磁场时的一个能级，在外磁场的作用下将分裂成（2J+1）个能级。由式（1）还可以看到，分裂的能级是等间隔的，且能级间隔正比于外磁场 B 以及朗德因子 g。能级已和 E2 之间的跃迁产生频率为 v 的光，hv=E2-在磁场中，若上、下能级都发生分裂，新谱线的频率 v'与能级的关系为hv'=（E2++AfJ=（E?-EJ+（△£-AfJ=hv+（M2g2分裂后谱线与原谱线的频率差为(5)则(6)'"11(3)pll代入玻尔磁子//,=—,得到4 勿 73=(M,g,■■4 勿 7(4)等式两边同除以 c,可将式(4)表示为波数差的形式△b=(M、g,〃4 测 ceB4nmc△b=(M 風-M】gJ 厶L 称为洛伦兹单位，L=Bx46.7m~l-T~l(7)塞曼跃迁的选择定则为：AA/=O,为 n 成为，是振动方向平行于磁场的线偏振光，只在垂直于磁场的方向上才能观察到，平行于磁场的方向上观察不到，但当 AJ=O 时,M 严 0 到也=0的跃迁被禁止；AM=±1,为 a 成分，垂直于磁场观察时为振动垂直于磁场的线偏振光，沿磁场正向观察时，AM=+1 为右旋圆偏振光，△M=-l 为左旋圆偏振光。以汞的谱线为例，说明谱线分裂情况。波长的谱线是汞原子从{6S7S}S 到{6S6P}P 能级跃迁时产生的，其上下能级有关的量子数值列在表中。在磁场作用下能级分裂如图所示。可见，一条谱线在磁场中分裂成九条线，垂直于磁场观察，中间三条谱线为 n...
