Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Эффект Зеемана






    Лабораторная работа № 16

    Эффект Зеемана

    Цель работы: Исследование эффекта Зеемана с помощью интерферометра Фабри-Перо. Определение магнетона Бора.

    Теоретическая часть

    Эффект Зеемана

    Эффектом Зеемана называется расщепление уровней энергии атомов в магнитном поле, фиксируемое по расщеплению спектральных линий. Явление было обнаружено П. Зееманом в 1896 г. при исследовании спектра свечения паров натрия.

    Исчерпывающее теоретическое объяснение эффекта Зеемана дается в рамках квантовой теории. Её основные положения, необходимые для полного понимания природы эффекта Зеемана, кратко изложены в Приложении 1.

    Взаимодействие магнитного момента атома с магнитным полем приводит к приобретению атомом дополнительной энергии:

    , (1)

    где B – индукция магнитного поля; – проекция полного магнитного момента атома на направление магнитного поля. Индукция магнитного поля в электромагните, используемом в данной лабораторной работе, не превышает 1 Тл. В этом случае т.н. «слабого поля» можно представить в виде (см. Приложение 1):

    , (2)

    где – магнетон Бора, g – фактор Ланде, mJ – магнитное квантовое число, которое пробегает значений:

    . (3)

    Подставив в (1), найдём величину расщепления уровней энергии атома в магнитном поле:

    . (4)

    Таким образом, при наложении магнитного поля состояние атома с полным моментом импульса, определяемым квантовым числом J, расщепляется на состояние (как говорят, происходит снятие вырождения уровней мультиплета по магнитному квантовому числу). В результате при переходе электрона между этими состояниями вместо одной линии, наблюдавшейся в отсутствие поля, появляется группа компонент, частоты которых определяются выражением:

    , (5)

    где ħ – постоянная Планка, E 1 и E 2 – энергии атома, ω 0 – частота линии в отсутствие магнитного поля. При этом картина расщепления оказывается симметричной относительно первоначально нерасщепленной линии. Все расстояния между соседними компонентами одинаковы, а их число может достигать нескольких десятков.

    Количество линий определяется правилами отбора для квантового числа mJ, которые следуют из закона сохранения момента импульса для атомной системы:

    (6)

    · Линии, соответствующие , называются π -компонентами.

    · Линии, соответствующие , называются σ -компонентами.

    Условия наблюдения π - и σ -компонент определяются геометрией эксперимента:

    · Эффект Зеемана называется поперечным, если оптическая ось экспериментальной установки перпендикулярна магнитной индукции (см. Рис.1). В этом случае π - и σ -компоненты линейно поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях.

    · Эффект Зеемана называется продольным, если оптическая ось параллельна . В этом случае π -компонента отсутствует, а σ -компоненты поляризованы по кругу во взаимно противоположных направлениях.

    Рис. 1 – Схема продольного и поперечного эффекта Зеемана

    В работе изучается излучение атома кадмия Cd. Конструктивно это спектральная лампа с кадмием. В соответствии с возможностями интерферометра Фабри-Перо, используемого в установке, для исследования были выбраны следующие переходы:

    · с длиной волны λ =643, 847 нм; (нормальный эффект Зеемана);

    · с длиной волны λ =508, 588 нм; (аномальный эффект Зеемана).






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.