文档介绍：塞曼效应实验
浙江大学理学院物理学系
物理实验教学中心
塞曼效应实验是物理史上一个著名的实验,是荷兰物理学家皮特尔塞曼(Pieter .Zeeman)于1896年发现:当光源置于外磁场中时,光源发出的每一条光谱线将分裂成几条波长相差很小的偏振化谱线的现象。塞曼发现了这一效应,很快由当时洛仑兹(H. A. Lorentz)给出了解释,他俩荣获了1902年度诺贝尔物理奖。塞曼效应有正常塞曼效应和反常塞曼效应。乌仑贝克—古兹米提出电子自旋的假设很好地解释了塞曼效应。从塞曼效应实验中可得到有关能级的数据,从而计算电子荷质比等,是研究能级结构的重要方法之一。这一效应是继法拉第效应、克尔效应之后发现第三个磁场对光影响的例子,使得人们对物质的光谱,原子和分子有了更多的理解,也是三个实验“史特恩—盖拉赫实验、碱金属双线、塞曼效应”直接证明空间量子化提供了实验依据之一,推动量子理论的发展起了重要作用。
本实验观察汞(绿色)光谱线的塞曼效应。
前言
一、实验目的
-Ⅲ型塞曼效应仪和利用其研究谱线的精细结构。
-珀罗干涉仪的的结构和原理及利用它测量微小波长差值。
(绿色)光谱线的塞曼效应,测量它分裂的波长差,并计算电子的荷质比( )的实验值和标准值比较。
二、实验原理
谱线的在外磁场中塞曼分裂的能级图
:
·
2、用F  P标准具测量微小波长差
所以电子荷质比:
磁场
CCD摄像
三、实验装置:
汞灯
法布里-珀罗标准具
滤波片
偏振片
四、实验内容
,点亮汞灯,调整透镜、干涉滤光片座和F-P标准具座,使它们与光源等高同轴,D。
,运行“塞曼效应智能分析软件”,并单击“预览”按钮,仔细调节透镜、干涉滤光片、F-D的聚焦及光圈直至在屏幕中能看到又清晰又细的圆环条纹,加磁场B时,至少能清楚分辨出二级以上分裂条纹。保存“磁场B=0时”的谱线圆环条纹图。
,加上电流至能看到分裂的九条谱线,用特斯拉计测得磁场值,且保存“B>0时,9条”的谱线图。
,将分别看到π分量的3条谱线和分量的6条谱线。保存“B>0时,π分量的3条”及“B>0时,分量的6条”的谱线图。
,计算出电子荷质比的实验值和原谱线与它相邻的π谱线的波长差,重复测量三次,的实验值和标准值比较求其相对误差。
实验调节达到的效果图: