塞曼效应实验报告编辑版.doc
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1、南昌大学物理实验报告南昌大学物理实验报告学生姓名: 学号: 55022100395502210039 专业班级:应物应物 101101 班班 实验时间: 教师编号:T017T017 成绩: 塞曼效应塞曼效应1、实验目的实验目的1观察塞曼效应现象,把实验结果与理论结果进行比较。 2学习观测塞曼效应的实验方法。3计算电子核质比。 2、实验仪器实验仪器WPZ型塞曼效应实验仪3、实验原理实验原理塞曼效应:在外磁场作用下,由于原子磁矩与磁场相互作用,使原子能级产生分裂。垂直于磁场观察时,产生线偏振光(线和线) ;平行于磁场观察时,产生圆偏振光(左旋、右旋) 。按照半经典模型,质量为,电量为 的电子绕原子
2、核转动,因此,原子me 具有一定的磁矩,它在外磁场中会获得一定的磁相互作用能,由于原子的BE磁矩与总角动量的关系为JJP(1)2JJegPm其中为朗德因子,与原子中所有电子德轨道和自旋角动量如何耦合成整g 个原子态的角动量密切相关。因此,(2)coscos2JJeEBgP Bm 其中是磁矩与外加磁场的夹角。又由于电子角动量空间取向的量子化, 这种磁相互作用能只能取有限个分立的值,且电子的磁矩与总角动量的方向相 反,因此在外磁场方向上,(3)cos,1,2JhPMMJ JJ南昌大学物理实验报告南昌大学物理实验报告学生姓名: 刘惠文刘惠文 学号: 55022100395502210039 专业班级
3、:应物应物 101101 班班 实验时间: 教师编号:T017T017 成绩: 式中是普朗克常量,是电子的总角动量,是磁量子数。设:hJM,称为玻尔磁子,为未加磁场时原子的能量,则原子在外在磁场4Bhe m0E中的总能量为(4)00BEEEEMgB由于朗德因子与原子中所有电子角动量的耦合有关,因此,不同的角动g 量耦合方式其表达式和数值完全不同。在耦合的情况下,设原子中电子轨LS道运动和自旋运动的总磁矩、总角动量及其量子数分别为、和、LLPLS、,它们的关系为SPS(5)(1),222LLeehPL Lmm(6)(1),2SSeehPS Smm设与和的夹角分别为和,根据矢量合成原理,只要将二者
4、JPLPSPLJSJ在方向的投影相加即可得到形如(1)式的总电子磁矩和总轨道角动量的关J系:(7)2222222222coscos(cos2cos)2(2)222(1)222JLLJSSJLLJSSJJLSJLSJJJLS J JJePPm PPPPPPe mPPPPPePPmegPm其中朗德因子为(8)(1)(1)(1)1.2 (1)J JL LS SgJ J 由()式中可以看出,由于共有(21)个值,所以原子的这个能级在MJ南昌大学物理实验报告南昌大学物理实验报告学生姓名: 刘惠文刘惠文 学号: 55022100395502210039 专业班级:应物应物 101101 班班 实验时间:
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