塞曼效应实验.docx
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塞曼效应实验.docx
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塞曼效应实验
预习操作记录
实验报告总评成绩
《大学物理实验》课程实验报告
学院:
专业:
年级:
实验人姓名(学号):
参加人姓名:
日期:
年月日
室温:
相对湿度:
实验名称:
塞曼效应实验
一、实验装置
聚焦透镜:
对汞灯所发出的光线起到一定的会聚作用
偏振片:
通过旋转偏振片的角度选择σ或者π线偏振光
Fabry-Perot标准具:
使入射的光线干涉
USB相机和镜头:
将干涉圆环成像
塞曼效应实验装置
特征:
通用化的部件方便安装和更换。
使用USB进行数据通讯。
分别将滤光片和Fabry-Perot标准具,聚光透镜和偏振片集成,方便光路调节。
采用高分辨率的USB相机和Fabry-Perot标准具确保获取清晰的图像。
采用智能分析软件。
二、实验原理
1896年,塞曼发现,当光源放在足够强的磁场中,所发出的谱线会产生分裂,分裂的谱线数量与原子能级有关,并且所发出的谱线都是偏振的。
在垂直于磁场方向观察是线偏振的,在平行于磁场方向观察是圆偏振的,这种现象叫做塞曼效应。
它揭示了原子内部运动的量子效应,到目前为止,塞曼效应仍然是研究原子内部结构的一种重要方法。
三、实验内容与步骤
1、实验内容
(1)垂直于磁场方向观测塞曼效应
(2)计算e/m
(3)平行于磁场方向观测塞曼效应
2、实验步骤
(1)安装
(2)光路调整
(3)计算e/m
(4)平行于磁场方向观察塞曼效应
四、实验预习思考
1、常见的问题
(1)不能清楚地分辨分裂圆环
可能的原因及解决方法:
电流太小,不能产生足够的磁场使圆环分裂,推荐电流为5A;
调节镜头的后焦和光阑;
F-P标准具两面镜子没有平行,重新调节。
(2)相对误差较大
可能的原因及解决方法:
画圆不够仔细,重新画圆
磁感应强度测量误差大,采用多次测量取平均值的方法
2、为什么不使用常见的光谱仪去观测塞曼效应,比如光纤光谱仪?
答:
因为塞曼效应分裂的谱线的间隔非常小,常见的光谱仪的分辨率不足以分辨他们。
3、Fabry-Perot标准具采用什么原理可以进行观测?
答:
Fabry-Perot标准具采用干涉原理,因而具有较高的分辨率,可以被用以观测塞曼效应。
4、为什么圆环分裂后,每个圆环变暗了?
答:
随着电流的增加,干涉圆环开始分裂。
通常,当电流达到5A,分裂的圆环清晰可见。
在分裂前,能量都集中在546.1nm一条谱线上,当磁场足够强,一条谱线分裂成多条谱线,能量也相应的被分配到这些谱线上,所以看上去变暗了。
五、实验数据记录
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- 关 键 词:
- 效应 实验