拍摄计划

拍摄计划

一， 实验原理：

1， 塞曼效应定义:

塞曼效应指的是当光源放在足够强的磁场中，原来的一条光谱线分裂成波长很靠近的几条偏振的谱线的现象。

2， 原子的总磁矩和总动量矩的关系

原子中的电子运动有轨道运动和自旋运动，其总轨道角动量Pl和总轨道磁矩ul在LS耦合情况下，为

自旋角动量PS和自旋磁矩US的关系为

轨道角动量和自旋角动量合成原子的总动量矩PL，轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩U

由于UL和PL的比值不同于US和PS的比值，因此合成原子的总磁矩U不在总动量方向上，如下图，

进行向量计算，得UJ与PJ的关系为

3， 外磁场对原子能级的影响

原子的总磁矩在外磁场受到力矩L的作用，使总角动量发生旋进

4， 塞曼效应的选择定则

选择定则为M+0,1

当m+0,垂直于磁场观察时产生线偏振光，线偏振光的振动方向平行于磁场，为pai线，为本实验所需测量的成份

当m+-1,垂直于磁场观察时是线偏振光，线偏振光的振动方向垂直于磁场，平行于磁场方向观察时，产生圆偏振光

5， 光源

以水银放电管为光源，研究绿色强光谱线5461a的塞曼效应。由选择定则和偏振定则。可能的跃迁有九个，如下图，

其波长由左向右，逐渐变大，中间三条为PAI线，左右各三条为U线

6， 利用塞曼效应求电子的核质比，

实验装置

汞辉光放电灯，提供光谱线

电磁铁，提供外界磁场

会聚透镜，增强通过标准具的光强

偏振片，用以鉴别拍成份和U成份

干涉滤光片，选定某一波长

F-P标准具，CCD接收系统与计算机用于接收光强

F-P标准具的调整

标准具的一对玻璃片间隔圈装在支架上，靠三个弹簧螺丝调整平行度

平行判断标准:用单色光照明标准具可看到一组同心干涉圆环，当观察的眼睛上下左右移动时，花纹的大小不随眼睛移动而变化，则两个内表面平行

实验步骤

1， 使实验装置各部件置于同一轴上，点燃笔形汞灯

2， 取下偏振片，调节标准具使其反射平面平行

3， 打开电脑，启动塞曼效应软件，仔细移动并调节CCD成像透镜并使干涉花纹清晰的落在屏幕中心

4， 观察塞曼效应

5， 采集PAI 成份的谱线，测量裂矩

6， 计算核质比