Методика выполнения работы Упражнение 1. Продольный и поперечный эффект Зеемана

1. Включите компьютер. Для доступа к программному обеспечению используйте учетную запись Student.

2. Расположите полюсные наконечники электромагнита перпендикулярно оптической оси. Отверстие для выхода излучения имеется только с одной стороны лампы, поэтому необходимо следить, чтобы лампа была повёрнута к интерферометру нужной стороной. При включении магнитного поля это будет соответствовать геометрии поперечного эффекта Зеемана.

3. Установите метку анализатора в положение 45°.

4. Установите в интерферометр красный светофильтр.

5. Откройте программу Motic Images Plus 2.0. В появившемся окне запустите программу Capture Window. Для этого выберите пункт меню File/Capture Window или нажмите на панели инструментов кнопку с изображением видеокамеры . Откроется окно Motic Like Imaging Module, в котором показывается изображение, фиксируемое видеокамерой.

6. Откройте вкладку цветокоррекции с символом . Нажмите кнопку Reset, после чего установите ползунок R_Gain на максимум, а ползунки G_Gain, G_Brightness, B_Gain и B_Brightness – на минимум, как это показано на Рис.7, а).

а) б)

Рис. 7 – Установки цветокоррекции для Упражнений 1 и 2 (а) и Упражнения 3 (б).

7. Включите питание кадмиевой лампы и снимите защитные крышки с интерферометра. На экране монитора появится изображение интерференционных колец. Добейтесь четкой и симметричной интерференционной картины в центре экрана. Для этого используйте регулировки Gain, Enhance и Gamma на вкладке настройки изображения с символом . Если необходимо, отрегулируйте положение видеокамеры.

8. Включите питание электромагнита и установите ток . При этом каждое интерференционное кольцо должно разделиться на три. Убедитесь в том, что при изменении магнитного поля величина расщепления колец меняется.

9. Последовательно устанавливая метку анализатора в позиции 0° и 90°, следите за изменением наблюдаемой на экране дифракционной картины.

10. Схематически изобразите в рабочей тетради дифракционные картины, соответствующие положениям анализатора 0° и 90°. Сделайте вывод.

11. Поверните магнит вокруг вертикальной оси на 90° так, чтобы индукция магнитного поля в нём стала параллельной оптической оси. Данное положение магнита соответствует геометрии продольного эффекта Зеемана.

12. Вращая анализатор, убедитесь, что дифракционная картина при этом не изменяется. Зарисуйте её в рабочей тетради и сделайте вывод. Установите в ноль ток магнита.

Упражнение 2. Нормальный эффект Зеемана

1. Установите магнит в положение, соответствующее поперечному эффекту Зеемана, а анализатор – в положение 0°. В этих условиях π-компонента с длиной волны исчезает, и в магнитном поле наблюдаются только 2 σ-компоненты Зеемановского триплета с длинами волн и .

2. Нажатием кнопки Capture на вкладке с изображением фотоаппарата сохраните интерференционные картины для трёх различных значений индукции магнитного поля (например, для силы тока , , ). По градуировочному графику (см. Рис.8) определите соответствующие величины индукции магнитного поля и запишите результаты в Таблицу 2. По окончании измерений уменьшите до нуля ток магнита и закройте окно Motic Like Imaging Module.