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塞曼效应

塞曼效应. 张 高 龙. 实验目的. (1) 学习掌握观测塞曼效应的实验方法；. (2) 了解用法布里 - 珀罗标准具；. (3) 观测汞 546.1nm 光谱线的塞曼效应。. 实验内容. (1) 熟悉和调试测量装置；. (2) 观测横向塞曼效应；. (3) 观测纵向塞曼效应。. 实验重点： 掌握塞曼效应的基本原理；法布里 - 珀罗标准具的使用方法；分析加磁场 前后的干涉图像，鉴别能级劈裂中的 各成分。. 实验难点：实验装置的调试和干涉图像的

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  1. 塞曼效应 张 高 龙

  2. 实验目的 (1) 学习掌握观测塞曼效应的实验方法； (2)了解用法布里-珀罗标准具； (3)观测汞546.1nm光谱线的塞曼效应。

  3. 实验内容 (1)熟悉和调试测量装置； (2) 观测横向塞曼效应； (3)观测纵向塞曼效应。

  4. 实验重点：掌握塞曼效应的基本原理；法布里-实验重点：掌握塞曼效应的基本原理；法布里- 珀罗标准具的使用方法；分析加磁场 前后的干涉图像，鉴别能级劈裂中的 各成分。 实验难点：实验装置的调试和干涉图像的 观察。

  5. 实验原理 每个电子的自旋角动量的数值是 s=1/2 自旋角动量合成，数值等于 S=s1+s2或s1-s2，即S=0,1 两个电子的轨道角动量数值分别为： 轨道角动量合成 L=l1+l2，l1+l2-1，…，|l1-l2| 总自旋角动量 J=L+S，L+S-1，…，|L-S|。若L>S，则有2S+1个数值

  6. 电子具有轨道运动，具有轨道磁矩，方向同pl相反，数值为电子具有轨道运动，具有轨道磁矩，方向同pl相反，数值为 电子自旋磁矩方向与ps相反，数值为 原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩。原子核也 有磁矩，表达式具有 的倍数形式，M为质子的质量，大 于电子质量1836倍，因此原子核磁矩比电子磁矩小三个数量级， 计算原子总磁矩时可暂不考虑。

  7. 外磁场对原子的作用：拉莫尔旋进 dP=PJsind, 拉莫尔旋进角速度 旋磁比 原子受磁场作用的附加能量 M=J,J-1,…,-J，共有2J+1个值

  8. 塞曼效应：

  9. 本实验研究汞的绿色光谱线546.1nm的塞曼效应，这条谱线是由本实验研究汞的绿色光谱线546.1nm的塞曼效应，这条谱线是由 73S1到63P2跃迁的结果。

  10. B=0 B0 3S1 1 0 -1 2 0 -2 546.1nm 2 1 0 -1 -2 3 3/2 0 -3/2 -3 3P2 成分 成分

  11. 注意事项 (1)F-P标准具及其它光学器件的光学表面，都不要用手或其 它物体接触； (2)稳流稳压电源预热十五分钟再工作以保持磁场稳定，加磁 场时要逐渐升压或降压，不能长时间工作在高电压状态， 以少于30分钟为宜。 参考书目 (1)褚圣麟，《原子物理学》，北京：人民教育出版社，1979。 (2)钟锡华，《大学物理(光学)》，北京，北京大学出版社，2002。

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