2022-2022第二学期近代物理实验重点内容—概念和方法-2

2022-2022第二学期近代物理实验重点内容—概念和方
法-2
实验重点内容—概念和方法
一．全息照相
重要内容：全息的内涵，相干光的三要素（w相同，相位差相同，振
动方向相同。

（学会用来分析），激光光源的必要性，全息照相的图像特
点1，不用透镜就有成像作用2，全息图的一小块任然可以再现物体的像（需参考光还原物光，立体感，局部-全部），参考光是必需的（在干涉、衍射）。

拍摄中注意：1）同一光源，根据光子自相干涉2）光程差越小越好，根据根据光子自相干涉以及波列长度有限3）机械稳定，根据光程差恒定4）物光、参考光光强比适当，根据干涉项光强构成4）两入射光夹角适当，根据偏振以及空间分辨率5）曝光时间及暗室处理适当，根据τ-ε
线性关系。

激光特性：相干光源（超过干涉长度不相干）
二．光泵磁共振
概念：原子的精细结构-超精细结构-塞曼分裂的来由，塞曼分裂的大
小与外磁场大小和g因子成正比。

正确数值：87Rbg=1/2,85Rbg=1/3实验报告订正：
第一种方法求g因子：
ν固定时，87Rb共振B小（先出现），信号小，因含量小；ν固定时，85Rb共振B
大（后出现），信号大，含量大。

对87Rb0.4106Hz6.6310-
34JS0.124.710-4T9.2710-24JT1对85Rb0.4106Hz6.6310-34JS0.184.710-
4T9.2710-24JT1第二种方法求g因子：
B固定时，共振ν小的是85Rb（先出现），共振ν大的是87Rb
（后出现）。

8587
B电B地反方向时，Rb800-Rb1200KHzB电B地同方向时，85Rb1100-
87Rb1700KHz
hgB，是电磁场换向前后的共振频率差；B是电磁场换向前后磁场强
度差。

对于87Rb和85Rb，因为B是相同的，而且87Rbg=1/2>85Rbg=1/3，所以87>85，1700-1200约为1100-800的1.3倍。

B即2B地约0.7高斯（1高斯Gau=10-4特斯拉T），1A电流约对应4.7高斯地磁场和扫场直流分量产生直流磁场，会影响测量结果，但可以
用适当方法消除。

对于它们的水平分量:第一种方法,最小二乘法，……；第二种方法,
地磁场和扫场磁场同时换向,……。

对于地磁场垂直分量:……当正好和电
磁场垂直分量相抵消时,光抽运信号有极大值。

B是用光抽运信号确定。

2BBB地
思考题：D2，影响D1σ发生光抽运：例如D2光引起基态52S1/2能
级的mF=+2受激跃迁到52P3/2能级的mF=+3从而破坏了粒子只能在
52S1/2能级的mF=+2富集（即光泵，光抽运）的格局。

22三．拉曼光谱
（1）拉曼光谱研究分子的能级
（2）拉曼光谱线分布在瑞利散射线（波长等于入射波长）双侧，随入射波长的改变而
整体改变
（3）拉曼光谱线相对于瑞利散射线波数的位移增加和减少对称，波数位移的大小反映
出分子的能级的大小，斯托克斯线（波长增加波数减少）、反斯托克斯线（波长减少波数增加）（4）斯托克斯线是从低能级经虚态回到高能级、反斯托克斯线是从高能级经虚态回到
低能级，由玻尔兹曼分布：低能级状态分布几率比高能级多，所以斯托克斯线光强大于反斯托克斯线。

（5）光学各向异性：一个固定的分子，对外来电磁波的响应电偶极矩方向不同于电磁
波电场的方向。

（6）退偏：对于入射偏振光，散射光却不是与入射光同偏振方向的偏振光。

（7）退偏比是描述退偏的量。

ρ=0，表明散射光完全偏振，分子对称振动多，各向异
性率γ=0；ρ=3/4，表明A0，平均极化率为零，散射光完全退偏，分子非对
称振动多。

怎样调节外光路：聚光镜，凹面反射镜，内外光路共轴，束腰在光轴，避免不合理的强光进入谱仪。

判断激光束处在最佳位置：束腰成像在单色仪狭缝，是否最佳位置最
终通过某条拉曼谱线达到最强来判断。

判断拉曼光谱满意：1）拉曼谱线峰分辨率好，555nm处双峰分裂清晰；2）瑞利散射峰型对称，峰位在532nm。

3）拉曼谱线波数位移对称分
布于瑞利散射峰两侧，且波数减小的拉曼峰比波数增大的拉曼峰强。

典型错误，没有求ρ548nm,它恰好是ρ=0的例子。