Hg原子塞曼谱线相对强度及其对称性共16页文档
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Hg原子塞曼谱线相对强度及其对称性
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
Hg原子塞曼谱线的相对强 度及其对称性
0519010 赵朝弘
摘要
• 在原塞曼效应基础上，测定塞曼分裂
各谱线的相对强度
• 验证强度分布的对称性
原理
• 多电子原子原子跃迁
选择定则：
（1）、△J=J2 –J1=0，±1， 但J2与J1 不能 同时等于零。
（2）、 △M=MJ1-MJ2=0，±1
MJ1=MJ2
下，分别测量记录谱线的π成分和σ成分的 曲线，再放在一起观察各谱线的相对强度， 记录如下(图2)
• 取最强谱线强度为I00=100 ,各谱线的相对强度如下
(表２）：
MJ，MJ 10
Y值 0.065
测量值 理论值 百分差 14.32 12.5 14.56%
0-1
0.184 40.53 37.5 8.1%
π成分
根据Ornstein和Burger的谱线强度规则 ，有
I=4B（J+ MJ+1）（J- MJ+1）
1→1 0→0 -1→-1
I11=12B I00=16B I-1-1=12B
△MJ=+1 σ+ 成分
I = B（ J + M J + 1) ( J + M J+2)
△MJ=-1
σ- 成分
1→2 I 12 = 12B 0→1 I 01 = 6 B -1→0 I - 10 = 2 B
一好，而且相对强度的百分误差除了个别
谱线误差比较大之外，大部分普遍比较小 比较稳定。而且在图2中，我们看到π成分 左右边还各自出现一个小峰，而且右边的 峰比较明显。所以当没有加上偏振片把π成 分与σ成分分开观察时，得到的图1的曲线 为两个成分叠加的结果，所以使得σ+ 成分
最强谱线比σ- 成分的要高，即I-1-2＞I 12 ，
I = B（ J - M J + 1) ( J - M J + 2)
1→0 0→- 1 -1→- 2
I10 = 2 B I0-1 = 6 B I-1-2 = 12 B
测量方法与讨论
• 加入B=1.05T磁场，塞曼分裂曲线（图1）
• 为方便比较谱线的相对强度，取I00=100，
得个谱线相对强度如下（表1）
百分差 14% -3.6% 23% -10.5%
0 -0.45% 10.1% 0.44% -31.4%
• 理论上，塞曼谱线强度分布应具有对称规
率性。然而从以上的曲线与测量中看出， 塞曼谱线相对强度虽然大体上对称，但对 程并不是严格，而是与理论值有一定的百 分差。
• 当加上偏振片后，在同一参数设定的条件
-1-2 0.373 82.16
75
9.5%
11
0.312 68.72
75
-8.4%
00
0.454
100
100
o
-1-1 0.309 68.06
75 -9.25%
12
0.309 78.63
75
4.8%
01
0.200 44.05 37.5 17.5%
பைடு நூலகம்-10
0.061 13.43 12.5 7.44%
• 从图2可以看出，谱线强度的对称性好比图
三、实验结论
• 塞曼谱线强度分布具有对称性。π成分中，
上、下能量级量子数MJ=0之间跃迁的概率 最大，谱线强度最强
参考资料：
• ⑴、近代物理实验. 复旦大学物理教学实验
中心编 未出版
• ⑵、测定汞原子塞满谱线相对强度. 李光
源 淮北煤炭师范学院 物理系 2004年6月
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
MJ，MJ 10 0-1 -1-2 11 00 -1-1 12 01 -10
Y值 0.222 0.560 1.440 1.040 1.550 1.110 1.280 0.607 10.133
测量值 14.32 36.13 92.90 67.10 100 71.61 82.58 39.16 8.58
理论值 12.5 37.5 75 75 100 75 75 37.5 12.5
使得它们不对称。
• 再观察，未加磁场时的塞曼曲线。此时，
普线还没有发生分裂 （图3 ）：
• 除了主峰之外，旁边出现小峰，经分析那
是Hg同位素发出的普线，加上磁场之后， 同位素的普线也发生了分裂，于是出现了 图2中π成分的旁边的小峰，经与σ成分的叠 加使得其强度增加。但是，考虑微光计读
数、平行度的调节等实验操作等误差，实 验结果与理论值还是一致的。
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
Hg原子塞曼谱线的相对强 度及其对称性
0519010 赵朝弘
摘要
• 在原塞曼效应基础上，测定塞曼分裂
各谱线的相对强度
• 验证强度分布的对称性
原理
• 多电子原子原子跃迁
选择定则：
（1）、△J=J2 –J1=0，±1， 但J2与J1 不能 同时等于零。
（2）、 △M=MJ1-MJ2=0，±1
MJ1=MJ2
下，分别测量记录谱线的π成分和σ成分的 曲线，再放在一起观察各谱线的相对强度， 记录如下(图2)
• 取最强谱线强度为I00=100 ,各谱线的相对强度如下
(表２）：
MJ，MJ 10
Y值 0.065
测量值 理论值 百分差 14.32 12.5 14.56%
0-1
0.184 40.53 37.5 8.1%
π成分
根据Ornstein和Burger的谱线强度规则 ，有
I=4B（J+ MJ+1）（J- MJ+1）
1→1 0→0 -1→-1
I11=12B I00=16B I-1-1=12B
△MJ=+1 σ+ 成分
I = B（ J + M J + 1) ( J + M J+2)
△MJ=-1
σ- 成分
1→2 I 12 = 12B 0→1 I 01 = 6 B -1→0 I - 10 = 2 B
一好，而且相对强度的百分误差除了个别
谱线误差比较大之外，大部分普遍比较小 比较稳定。而且在图2中，我们看到π成分 左右边还各自出现一个小峰，而且右边的 峰比较明显。所以当没有加上偏振片把π成 分与σ成分分开观察时，得到的图1的曲线 为两个成分叠加的结果，所以使得σ+ 成分
最强谱线比σ- 成分的要高，即I-1-2＞I 12 ，
I = B（ J - M J + 1) ( J - M J + 2)
1→0 0→- 1 -1→- 2
I10 = 2 B I0-1 = 6 B I-1-2 = 12 B
测量方法与讨论
• 加入B=1.05T磁场，塞曼分裂曲线（图1）
• 为方便比较谱线的相对强度，取I00=100，
得个谱线相对强度如下（表1）
百分差 14% -3.6% 23% -10.5%
0 -0.45% 10.1% 0.44% -31.4%
• 理论上，塞曼谱线强度分布应具有对称规
率性。然而从以上的曲线与测量中看出， 塞曼谱线相对强度虽然大体上对称，但对 程并不是严格，而是与理论值有一定的百 分差。
• 当加上偏振片后，在同一参数设定的条件
-1-2 0.373 82.16
75
9.5%
11
0.312 68.72
75
-8.4%
00
0.454
100
100
o
-1-1 0.309 68.06
75 -9.25%
12
0.309 78.63
75
4.8%
01
0.200 44.05 37.5 17.5%
பைடு நூலகம்-10
0.061 13.43 12.5 7.44%
• 从图2可以看出，谱线强度的对称性好比图
三、实验结论
• 塞曼谱线强度分布具有对称性。π成分中，
上、下能量级量子数MJ=0之间跃迁的概率 最大，谱线强度最强
参考资料：
• ⑴、近代物理实验. 复旦大学物理教学实验
中心编 未出版
• ⑵、测定汞原子塞满谱线相对强度. 李光
源 淮北煤炭师范学院 物理系 2004年6月
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
MJ，MJ 10 0-1 -1-2 11 00 -1-1 12 01 -10
Y值 0.222 0.560 1.440 1.040 1.550 1.110 1.280 0.607 10.133
测量值 14.32 36.13 92.90 67.10 100 71.61 82.58 39.16 8.58
理论值 12.5 37.5 75 75 100 75 75 37.5 12.5
使得它们不对称。
• 再观察，未加磁场时的塞曼曲线。此时，
普线还没有发生分裂 （图3 ）：
• 除了主峰之外，旁边出现小峰，经分析那
是Hg同位素发出的普线，加上磁场之后， 同位素的普线也发生了分裂，于是出现了 图2中π成分的旁边的小峰，经与σ成分的叠 加使得其强度增加。但是，考虑微光计读
数、平行度的调节等实验操作等误差，实 验结果与理论值还是一致的。