Измерение и расчет

Радиусы колец следует рассчитывать при различных значениях плотности потока. Значение соответствующей разности волновых чиселопределяется при помощи уравнения (10). Сначала получите изображения дифракционных картин при различных значениях тока катушки/интенсивности магнитного поля. Далее измерьте диаметры колец на полученных изображениях. Для получения изображения из камеры перейдите к меню «Файл» > «Снимок окна». В данном окне выберите настройки контраста, яркости и насыщенности изображения в «Опции» > «Фильтр видеоснимка». После получения удовлетворительного качества изображения отрегулируйте ток катушки (магнитное поле), зафиксируйте изображение при помощи «Снимок» > «Неподвижное изображение». На данной стадии перейдите к основному окну и запишите значение тока катушки и поляризации, при которой фиксировалось изображение («Текст»). Это позволит избежать недоразумений.

Нормальный эффект Зеемана:

Повторите вышеуказанную процедуру, используйте различные магнитные поля без поляризационного фильтра при поперечном наблюдении при таких значениях токов

катушек, которые позволяют не перекрываться наблюдаемым дифракционным картинам. Далее измерьте радиусы колец при помощи меню «Измерить» < «Окружность». Нарисуйте окружность, передвигая мышку по изображению. Подгоните эту окружность по размеру и положению интересующего кольца. Радиус, площадь и периметр окружности отобразится в маленьком поле и в таблице под изображением (см. рис. 14 для сравнения). В данном эксперименте интерес представляет радиус окружности, поэтому при расчете можно использовать значения площади. Единицы измерения (мкм, мм, см) в данном случае не имеют значения, поэтому калибрование камеры проводить не нужно, а коэффициентом = 3,14159 можно пренебречь.

Можно рассчитать характеристики всех видимых колец, т.е. три кольца на порядок интерференции, кольцо, находящееся в центре имеет неизменяемую длины волны.

Продолжайте создавать окружности и подгонять их по размерам и по положению до тех пор, пока позволяет изображением. Итого получаем

Повторите вышеизложенные действия с другими зафиксированными изображениями. В классической версии без камеры на приборах ССD–типа для каждой напряженности поля значения радиусов колец определяются следующим образом: передвигайте указатель «0» горизонтально вдоль диаметра через дифракционную картину, чтобы он совпал, например, с внешним кольцом четвертого порядка слева, в котором разделилось четвертое кольцо. Для более точных данных всегда начинайте с одной и той же стороны (например, слава направо). Определите первое значение. Затем переместите указатель «0» слева направо, считывая следующее значение в середине кольца системы 4-го кольца, следующее – на внутреннем кольце системы 4-ог кольца и так далее до тех пор, не достигнете внешнего кольца справа системы 4-го кольца. Найдите разность последнего значения и первого, полученное значение разделите на два и получите значение радиуса и т.д. Единица измерения всех значений – мм, погрешность – 0,01 мм. На рис. 15 при заданном напряжении поля было рассчитаноиз разности площадей соответствующих колец с различным порядковым номером и проведено усреднение (например, разность значений площади между средним кольцом второго порядка и средним кольцом первого порядка),рассчитано из разности значений площади трех колец с одинаковым порядковым числом (от внешнего к среднему, от среднего – к внутреннему) и проведено усреднение всех значений.

При

таким образом,

При

Рис. 14: Снимок экрана программы при измерении радиуса колец интерференции, расчета горизонтальной и вертикальной поляризации.

Рис. 15. График зависимости результатов измерения от напряженности магнитного поля.

из регрессии измеренных значений и при = 1,456,= 6,63·10^-34 Js, = 2,99·10⁸ м/с . Табличное значение

Аномальный эффект Зеемана:

Повторите вышеописанное, используя зеленый фильтр вместо красного. Зафиксируйте изображения при различных значениях силы тока на катушке для горизонтальной и вертикальной поляризации при поперечном наблюдении, при этом наблюдаемые дифракционные картины разных порядков не должны перекрывать друг друга настолько, что рассматриваемые кольца становятся неразличимыми, т.е. менее 7,5 А для вертикальной и менее, чем 12 А для горизонтальной поляризации. Значение тока в катушке не должно быть слишком большим во избежание перегрева. Далее

измерьте радиусы колец при помощи меню «Измерить» < «Окружность».

При горизонтальной поляризации следует рассматривать три видимых внутренних кольца в порядке. При вертикальной - два внутренних кольца из шести в порядке, поскольку они лучше всего видны. Продолжайте создавать окружности и подгонять их по размерам и по положению до тех пор, пока позволяет изображением. Итого получаем

Повторите вышеизложенные действия с другими зафиксированными изображениями. В классической версии без камерына приборах ССD–типа для каждой напряженности поля значения радиусов колец определяются, как указано выше для трех внутренних колец в порядке при горизонтальной поляризации и двух внутренних колец из шести в порядке при вертикальной поляризации. На рис. 17 представлены размеры колец линий под номером 3 и 6 (рис. 7) при горизонтальной поляризации. Разность их энергий равна: