- •Лабораторная работа № 16 Эффект Зеемана
- •Теоретическая часть Эффект Зеемана
- •Нормальный эффект Зеемана
- •Аномальный эффект Зеемана
- •Экспериментальная часть Экспериментальная установка
- •Внимание! Установка отъюстирована. Не допускается никаких манипуляций, кроме описанных в разделе «Методика выполнения работы». Интерферометр Фабри-Перо
- •Расчетные формулы
- •Методика выполнения работы Упражнение 1. Продольный и поперечный эффект Зеемана
- •Упражнение 2. Нормальный эффект Зеемана
- •Внимание! Во избежание перегревания магнита не рекомендуется пропускать через него токи выше 8 а в течение долгого периода времени.
- •Упражнение 3. Аномальный эффект Зеемана
- •Контрольные вопросы
- •Расчетное задание
- •Литература
- •Приложение 1. Магнитный момент атома
- •Приложение 2. Вывод формулы для радиуса интерференционных колец в интерферометре Фабри-Перо
Внимание! Во избежание перегревания магнита не рекомендуется пропускать через него токи выше 8 а в течение долгого периода времени.
Таблица 2
|
I, А |
B, Тл |
Площади интерференционных колец (в порядке убывания) |
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |

Рис. 8. Градуировочный график
3. Площадь интерференционного кольца пропорциональна квадрату его радиуса. Поэтому в расчетной формуле (12) отношения квадратов радиусов можно заменить отношением соответствующих площадей, которые можно измерить с помощью программы. Для этого на вкладке Measureв левом нижнем углу установите параметры точности:
Единицы измерения – «um»
Увеличение – «From_Host».
Точность (Accuracy) –6.
4. В пункте меню
Measureвыберите инструментCircle
(3 Points)или нажмите кнопку
на панели инструментов. Последовательно
щелкните левой кнопкой мыши в трех
точках интересующего Вас кольца. После
этого программа автоматически нарисует
окружность, проходящую через эти 3 точки.
Рядом с окружностью будут написаны ее
радиус и площадь. Выполните данную
операцию с интерференционными кольцами
σ-компонентaиbдля первых трёх порядков интерференции
(см. Рис.9). Запишите в Таблицу 2 для каждого
квадрата радиуса значения соответствующих
площадей.

Рис. 9 – Измерение квадратов радиусов интерференционных колец σ-компонент aиbдля первых трёх порядков интерференции
4. При заданной
величине индукции магнитного поля
рассчитайте величины
и
для порядков интерференции
и
по формулам:
,
(13)
Найдите их среднее
значение
и погрешность
.
5. Постройте график
зависимости величины
от
.
С учетом формулы (11) ожидаемая зависимость
должна быть линейной с угловым
коэффициентом
.
6. Рассчитайте по
графику угловой коэффициент kи величину магнетона Бора
.
При проведении вычислений используйте следующие справочные данные:
Постоянная
Планка:
Джс;
Скорость света в
вакууме:
м/с;
Характеристики эталона Фабри-Перо:
Толщина пластинки:
мм;
Показатель
преломления для длины волны λ=643,847 нм
.
Упражнение 3. Аномальный эффект Зеемана
1. Извлеките из интерферометра красный светофильтр и установите на линзу L2интерференционный фильтр, позволяющий наблюдать голубую линию кадмия.
2. Откройте окно программы Motic Like Imaging Module2 (см. п.5 Упражнения 1).
3. На вкладке
цветокоррекции с символом
нажмите кнопкуReset,
после чего установите ползункиR_Gain,R_Brightnessна минимум, а ползункиG_GainиB_Gain– на максимум, как это показано на
Рис.7, б).
4. Установите магнит в положение, соответствующее продольному эффекту Зеемана и отрегулируйте яркость и контрастность изображения.
5. Установив ток
через магнит
,
наблюдайте расщепление спектральной
линии. Зарисуйте дифракционную картину
в рабочей тетради и сделайте вывод.
