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文档简介

塞曼效应实验报告实验目的：1、掌握观测塞曼效应的实验方法。2、加深对原子磁矩级空间量子化等原子物理概念的理解。3.、观察汞原子546.1nm谱线的分裂现象及它们的偏振状态。4、学习用法布里—珀罗标准具和CCD器件在光谱测量中的应用。实验原理：原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩，电子还具有自旋运动而产生自旋磁矩，根据量子力学的结果，有如下关系：因总磁矩绕总角动量运动只有在方向的投影对外平均效果不为零，可以得到与数值上的关系：其中，g为朗德因子，它决定了能级在磁场中的大小。当有外磁场时，原子的总磁矩在外磁场中受到力矩L的作用在磁场中上下能级分别分裂为个子能级，它们的波数差为各光的偏振状态如下表所示：选择定则线偏振光π成分无光线偏振光成分左旋圆偏振光线偏振光成分右旋圆偏振光对同一波长的相邻两级K和，花纹的直径平方差用表示，得对同一干涉级，不同波长和的波长差为从而可得波数差为电子荷质比公式为实验步骤：按实验要求调节好光路。调节励磁电流的大小，定性观察当旋转偏振片为各不同位置时，可以观察到偏振性质不同的π成分和成分。（1）旋转偏振片，找到分裂清晰的π线，以同一格式分别保存未加磁场时的干涉图像；用高斯计测量磁场强度B值并记录此值。（2）以未加磁场时的干涉图样来确定干涉环的圆心坐标，加上磁场后分裂的干涉图样用来测量各个干涉级的直径值，记录各个干涉级的直径值，计算；（3）求出波数和的值，并求出百分误差。进行F-P标准具调节。练习对F-P标准具的调节。注意事项：F-P标准具只是放在光具座上，移动时要小心移动并用手做好保护，以免摔坏。汞灯不能频繁开关。F-P标准具及其他光学器件的光学表面，都不要用手或其他物体接触。本实验中作测量用的F-P标准具已调好，可供另一台作练习用。以同一格式分别保存未加磁场和加磁场的两个干涉图时光具座上的光具必须处于同一状态。实验数据记录及处理由实验数据易知：从而K级时，K-1级时，K-2级时，从而那么从而其相对误差为误差分析：（1）定标画圆时，因人为操作，从而导致了偶然误差的产生；（2）计算过程中，因存在误差公式中传递，从而导致误差的产生；（3）实验仪器本身精度存在着极限值，从而系统误差的产生；（4）外部光线干扰汞灯的光线，从而导致误差的产生。结论：由塞曼效应测

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