- •1.1 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- •1.2 ДИФРАКЦИЯ НА ЩЕЛИ
- •1.2.1 Дифракционный предел разрешения
- •1.2.2 Критерий Релея
- •1.2.3 Оптимальная (нормальная) ширина щели
- •1.2.4 Дифракция на входной щели прибора
- •1.3 АБЕРРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
- •1.3.1 Сферическая аберрация и продольная дефокусировка
- •1.3.2 Кома
- •1.3.3 Астигматизм и кривизна поля
- •1.3.4 Дисторсия
- •1.4 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
- •1.4.1 Дисперсия света в оптических материалах
- •1.4.1.1 Спектр одиночного осциллятора
- •1.4.1.3 Спектральная дисперсия изотропных материалов
- •1.4.2 Оптически анизотропные материалы
- •1.4.3 Оптические материалы, применяемые в практике спектроскопии
- •1.5 ФОТОМЕТРИЯ
- •1.5.1 Энергетические единицы в системе СИ
- •1.5.2 Световые единицы
- •1.5.3 Внесистемные единицы
- •1.5.4 Основные типы приемников излучения
- •1.6 ТЕПЛОВЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
- •1.6.1 Основные параметры тепловых приемников
- •1.6.2 Элементы теории тепловых приемников
- •1.6.3 Термоэлементы
- •1.6.4 Болометр
- •1.7 ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ
- •1.7.1 Устройство и основные узлы фотоэлектронного умножителя
- •1.7.1.1 Фотокатод
- •1.7.1.2 Катодная камера
- •1.7.1.3 Динодная система
- •1.7.1.4 Анодный блок
- •1.7.2 Принцип работы и режимы использования ФЭУ
- •1.7.2.1 Форма сигнала на выходе ФЭУ
- •1.7.2.2 Режим счета одноэлектронных импульсов
- •1.7.2.3 Режим постоянного тока
- •1.7.2.4 Режим счета многоэлектронных импульсов
- •1.7.2.5 Питание ФЭУ
- •1.7.3 Характеристики ФЭУ
- •1.7.3.1 Спектральная характеристика
- •1.7.3.2 Анодная чувствительность и коэффициент усиления
- •1.7.3.3 Темновой ток, шум, пороговая чувствительность, обнаружительная способность
- •1.7.3.4 Открытые электронные умножители (ВЭУ) и микроканальные умножительные пластины (МКП)
- •1.7.4 Эмиссия электронов из твердых тел
- •1.7.4.1 Термоэлектронная эмиссия.
- •1.7.4.2 Фотоэлектронная эмиссия
- •1.7.4.3 Вторичноэлектронная эмиссия (ВЭЭ)
- •1.7.4.4 Автоэлектронная эмиссия
- •1.7.5 Лабораторная работа "Исследование фотоэлектронного умножителя"
- •1.7.5.1 Задание
- •1.7.5.2 Экспериментальная установка
- •1.7.5.3 Параметры установки
- •1.7.5.4 Оптическая пирометрия
- •1.7.5.5 Законы теплового излучения
- •2.1. Призма
- •2.1.1. Угол наименьшего отклонения
- •2.1.2. Угловая дисперсия
- •2.1.3. Угловое увеличение
- •2.1.4. Разрешающая способность
- •2.1.5. Аберрации призмы
- •2.1.6. Специальные виды призм (системы призм)
- •2.2. ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА
- •2.2.1. Дифракция на плоской отражательной решетке
- •2.2.2. Инструментальный контур и распределение энергии по дифракционным порядкам
- •2.2.3. Дисперсия и меридиональное увеличение
- •2.2.5. Наложение порядков
- •2.2.6. Решетки с профилированным штрихом
- •2.2.7. Неплоские решетки
- •2.2.8. Аберрации решеток
- •2.3. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УЗЛЫ СП
- •2.3.1. Фокусирующие системы
- •2.3.1.1. Коллиматоры и объективы
- •2.3.1.2. Входные осветители
- •2.3.2. Интегрирующая сфера
- •2.3.3. Светоделительные устройства
- •2.4. КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРЫ СП
- •2.4.1. Общая оптическая схема прибора
- •2.4.1.1. Параметры оптической схемы
- •2.4.1.2. Спектрометры
- •2.4.2. Дифракционные приборы
- •2.4.2.1. Дисперсия и сканирование спектра
- •2.4.2.3. Приборы с вогнутыми решетками
- •2.4.3. Практические схемы приборов
- •3.1 ИЗ ИСТОРИИ ОПТИКИ И ПЛАНЕТАРНОЙ МОДЕЛИ АТОМА
- •3.2 АТОМ БОРА
- •3.3 СПЕКТРЫ ВОДОРОДОПОДОБНЫХ АТОМОВ
- •3.3.1. Атом водорода и одноэлектронные ионы
- •3.3.2. Ридберговские серии в спектрах многоэлектронных атомов и молекул
- •3.3.2.1. Щелочные металлы. Квантовый дефект
- •3.3.2.2. Квантовомеханическая трактовка задачи об атоме водорода
- •3.3.2.3. Ридберговские серии в молекулярных спектрах
- •3.4 СВЕРХТОНКАЯ СТРУКТУРА АТОМНЫХ СПЕКТРОВ
- •3.4.1. Вычисление магнитных моментов ядер по сверхтонкому расщеплению уровней
- •3.5 ОПИСАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
- •3.5.1. Постоянная Ридберга
- •3.5.2.1. Экспериментальное определение параметров сверхтонкого расщепления спектральных линий.
- •3.5.2.2. Определение ядерного магнитного момента
- •3.5.2.3. Порядок работы и практические указания
62 P3 2 −52 S1 2 . Схема переходов и сверхтонкое расщепление основно-
го 52 S1 2 состояния показаны на рис. 3.5.3. Сверхтонкое расщепление возбужденных состояний 62 P1 2 и 62 P3 2 пренебрежимо мало (подумайте, почему?).
Рис. 3.5.3 Схема переходов в
Rb
.
По измеренной величине сверхтонкого расщепления d~ν надо
рассчитать величину постоянной сверхтонкой структуры А. Затем, используя приближенное выражение (3.4.13), стр 215, следует найти мно-
житель g(I) для Rb87, после чего определить отношение μI μяд .
При вычислениях следует использовать следующие значения постоянных, входящих в (3.4.13): α2 = (1137)2 = 5,324 10−5 , n* =1,80 ,
Z = 37, Zα = 1, R = 109737см-1, I = 3/2, J = 1/2.
3.5.2.3.Порядок работы и практические указания
Экспериментальная установка состоит из спектрографа ИСП-51, внутри которого, между объективом коллиматора и призменной системой, установлен интерферометр Фабри-Перо ИТ-51-30. Интерференционные кольца внутри спектральных линий испускания получаются в главной фокальной плоскости объектива камеры и фотографируются на фотопластинку.
Источником излучения является шариковая газоразрядная лампа, в которой зажигается высокочастотный разряд. Высокочастотный генератор собран на лампе 6Н6П и питается от стабилизированного выпрямителя УИП-1.
Работа выполняется в следующем порядке:
225
1)Зажечь высокочастотный разряд в шариковой газоразрядной
лампе.
2)Установить источник света и линзу на ось коллиматора спектрографа. Проверить установку интерферометра.
3)Сфотографировать на пластинку интерференционные кольца на линиях дублета главной серии Rb87.
4)Измерить диаметр интерференционных колец с помощью микроскопа МИР-12 и определить величину сверхтонкого расщепления
d~ν для основного состояния атома Rb87. Определить отношение μI μяд для Rb87.
Требования, предъявляемые к отчету.
Отчет должен содержать:
1)Оптическую схему установки.
2)Таблицу измерений диаметров интерференционных колец с указанием погрешности.
3)Величину сверхтонкого расщепления d~ν нормального терма с указанием погрешности.
4)Схему термов Rb87.
5)Найденные значения А и g(I).
6)Величину отношения μI μяд для Rb87.
226
ЛИТЕРАТУРА
1Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. М.−Л., Физматгиз, 1963.
2Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с древнейших времен до конца
XVIII века. М., Наука, 1974.
3Льоцци М. История физики. М., Мир. 1970.
4Храмов Ю.А. Физики. Библиографический справочник. М., Наука, 1983.
5Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. М., Наука, 1985.
6Борн М. Атомная физика. М., Мир. 1965.
7Борн М. Размышления и воспоминания физика. М., Наука, 1977.
8Иоффе А.Ф. О физике и физиках. Л., Наука. 1977.
9Голин Г.М. Классики физической науки. Минск, Вышейшая школа, 1981.
10Дирак П.А.М. Развитие физических представлений о природе.
В сб. Дирак П.А.М. Воспоминания о необычайной эпохе. М., Нау-
ка, 1990.
11Ландау Л.Д., Лифшиц Квантовая механика (Нерелятивистская теория), изд. 2-е. М., Физматгиз, 1963.
12Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. Теория строения молекул. М., Высшая школа, 1979.
13Физические величины. Справочник. Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З.// М. Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
227