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感生电动势损坏电源。 感生电动势损坏电源。
•调节F—P标准具，必须在教师指导下进行。 调节F P标准具，必须在教师指导下进行。
预习问题】 【预习问题】
调节偏振片的透振方向，当屏幕上能观察到九条谱线的干涉条纹时， 调节偏振片的透振方向，当屏幕上能观察到九条谱线的干涉条纹时， 对同一级干涉条纹，最内圆对应哪条谱线，最外圆对应哪条谱线？ 对同一级干涉条纹，最内圆对应哪条谱线，最外圆对应哪条谱线？ 绿光在磁场中分裂的九条谱线频率分别是多少？频率差为多少？ 绿光在磁场中分裂的九条谱线频率分别是多少？频率差为多少？波长 差为多少？（根据理论部分进行推导，在下次课上与实验结果进行比较 差为多少？（根据理论部分进行推导， ？（根据理论部分进行推导 ） 辨别三条p线形成的干涉条纹和六条s线形成的干涉条纹。 辨别三条p线形成的干涉条纹和六条s线形成的干涉条纹。 标准具换成牛顿环装置或者迈克尔逊干涉仪可以吗？ 将F-P标准具换成牛顿环装置或者迈克尔逊干涉仪可以吗？
近代物理实验
塞曼效应实验
周丽霞
塞曼（P.Zeeman）1865塞曼（P.Zeeman）1865-1943 荷兰物理学家 1902年诺贝尔物理学奖获得者 1902年诺贝尔物理学奖获得者
贡献：发现了钠黄线在磁场中变宽的现象,后来又观察到 贡献：发现了钠黄线在磁场中变宽的现象, 了镉蓝线在磁场中的分裂，估算出了电子的荷质比，证 了镉蓝线在磁场中的分裂，估算出了电子的荷质比， 实了原子具有磁矩并且空间取向是量子化的。 实了原子具有磁矩并且空间取向是量子化的。
实验目的】 【实验目的】
1、观测塞曼效应，加深对原子磁矩及空间量 观测塞曼效应， 子化等原子物理学概念的理解。 子化等原子物理学概念的理解。 2、学习测量塞曼效应的实验方法。 学习测量塞曼效应的实验方法。 3、测量塞曼分裂波长差并计算荷质比。 测量塞曼分裂波长差并计算荷质比 并计算荷质比。
Baidu Nhomakorabea
实验原理】 【实验原理】
分裂后谱线与原谱线的频率差为
e ∆ν = ( M 2 g 2 − M 1 g1 ) B 4πmc
Hg绿谱线在外磁场作用下能级的塞曼分裂 Hg绿谱线在外磁场作用下能级的塞曼分裂 绿谱线
在垂直磁场方向， 在垂直磁场方向，σ-为右旋圆偏振 为左旋圆偏振光； 光，σ+为左旋圆偏振光；在平行磁 场方向二者均为线偏振光， 场方向二者均为线偏振光，并且振 动面相互垂直
注意事项】 【注意事项】
•汞灯在使用过程中应避免磕碰。 汞灯在使用过程中应避免磕碰。 •磁场不要过强，部分圆环会产生重叠或交叉现象，给 磁场不要过强，部分圆环会产生重叠或交叉现象，
分辨带来困难。 分辨带来困难。
•在关闭与打开电源时，应保证工作电流最小，以免因 在关闭与打开电源时，应保证工作电流最小，
原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩（ 原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩（LS 耦合）， ），总磁矩在磁场中将受到力矩的作用而绕磁场方向旋 耦合），总磁矩在磁场中将受到力矩的作用而绕磁场方向旋 进。旋进所引起的附加能量为
∆E = Mgµ B B
g = 1+ J ( J + 1) − L( L + 1) + S ( S + 1) 2 J ( J + 1)
只能在垂直磁场方向观察到 为线偏振光
实验装置】 【实验装置】
1-光源；2-电磁铁；3-会聚透镜；4-偏振片 光源； 电磁铁； 会聚透镜； 摄像机； 5-干涉滤光片；6-F—P标准具；7-CCD摄像机；8-计算机 干涉滤光片； P标准具； CCD摄像机
实验内容】 【实验内容】
1.调整光学系统，点燃汞放电管，使每个光学元件共轴。 1.调整光学系统，点燃汞放电管，使每个光学元件共轴。 调整光学系统 2.不加电流，调节F 标准具，使各级同心圆环清晰。 2.不加电流，调节F-P标准具，使各级同心圆环清晰。 不加电流 3.调节电流， 3.调节电流，从零逐 调节电流 渐增大磁场， 渐增大磁场，定性观 察谱线分裂与磁场的 关系，并进行分析。 关系，并进行分析。 4.对 4.对π成分的塞曼分 裂条纹， 裂条纹，运用计算机 测量相邻三组条纹每 个圆环的直径， 个圆环的直径，计算 波长差和荷质比。 波长差和荷质比。
•调节F—P标准具，必须在教师指导下进行。 调节F P标准具，必须在教师指导下进行。
预习问题】 【预习问题】
调节偏振片的透振方向，当屏幕上能观察到九条谱线的干涉条纹时， 调节偏振片的透振方向，当屏幕上能观察到九条谱线的干涉条纹时， 对同一级干涉条纹，最内圆对应哪条谱线，最外圆对应哪条谱线？ 对同一级干涉条纹，最内圆对应哪条谱线，最外圆对应哪条谱线？ 绿光在磁场中分裂的九条谱线频率分别是多少？频率差为多少？ 绿光在磁场中分裂的九条谱线频率分别是多少？频率差为多少？波长 差为多少？（根据理论部分进行推导，在下次课上与实验结果进行比较 差为多少？（根据理论部分进行推导， ？（根据理论部分进行推导 ） 辨别三条p线形成的干涉条纹和六条s线形成的干涉条纹。 辨别三条p线形成的干涉条纹和六条s线形成的干涉条纹。 标准具换成牛顿环装置或者迈克尔逊干涉仪可以吗？ 将F-P标准具换成牛顿环装置或者迈克尔逊干涉仪可以吗？
近代物理实验
塞曼效应实验
周丽霞
塞曼（P.Zeeman）1865塞曼（P.Zeeman）1865-1943 荷兰物理学家 1902年诺贝尔物理学奖获得者 1902年诺贝尔物理学奖获得者
贡献：发现了钠黄线在磁场中变宽的现象,后来又观察到 贡献：发现了钠黄线在磁场中变宽的现象, 了镉蓝线在磁场中的分裂，估算出了电子的荷质比，证 了镉蓝线在磁场中的分裂，估算出了电子的荷质比， 实了原子具有磁矩并且空间取向是量子化的。 实了原子具有磁矩并且空间取向是量子化的。
实验目的】 【实验目的】
1、观测塞曼效应，加深对原子磁矩及空间量 观测塞曼效应， 子化等原子物理学概念的理解。 子化等原子物理学概念的理解。 2、学习测量塞曼效应的实验方法。 学习测量塞曼效应的实验方法。 3、测量塞曼分裂波长差并计算荷质比。 测量塞曼分裂波长差并计算荷质比 并计算荷质比。
Baidu Nhomakorabea
实验原理】 【实验原理】
分裂后谱线与原谱线的频率差为
e ∆ν = ( M 2 g 2 − M 1 g1 ) B 4πmc
Hg绿谱线在外磁场作用下能级的塞曼分裂 Hg绿谱线在外磁场作用下能级的塞曼分裂 绿谱线
在垂直磁场方向， 在垂直磁场方向，σ-为右旋圆偏振 为左旋圆偏振光； 光，σ+为左旋圆偏振光；在平行磁 场方向二者均为线偏振光， 场方向二者均为线偏振光，并且振 动面相互垂直
注意事项】 【注意事项】
•汞灯在使用过程中应避免磕碰。 汞灯在使用过程中应避免磕碰。 •磁场不要过强，部分圆环会产生重叠或交叉现象，给 磁场不要过强，部分圆环会产生重叠或交叉现象，
分辨带来困难。 分辨带来困难。
•在关闭与打开电源时，应保证工作电流最小，以免因 在关闭与打开电源时，应保证工作电流最小，
原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩（ 原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩（LS 耦合）， ），总磁矩在磁场中将受到力矩的作用而绕磁场方向旋 耦合），总磁矩在磁场中将受到力矩的作用而绕磁场方向旋 进。旋进所引起的附加能量为
∆E = Mgµ B B
g = 1+ J ( J + 1) − L( L + 1) + S ( S + 1) 2 J ( J + 1)
只能在垂直磁场方向观察到 为线偏振光
实验装置】 【实验装置】
1-光源；2-电磁铁；3-会聚透镜；4-偏振片 光源； 电磁铁； 会聚透镜； 摄像机； 5-干涉滤光片；6-F—P标准具；7-CCD摄像机；8-计算机 干涉滤光片； P标准具； CCD摄像机
实验内容】 【实验内容】
1.调整光学系统，点燃汞放电管，使每个光学元件共轴。 1.调整光学系统，点燃汞放电管，使每个光学元件共轴。 调整光学系统 2.不加电流，调节F 标准具，使各级同心圆环清晰。 2.不加电流，调节F-P标准具，使各级同心圆环清晰。 不加电流 3.调节电流， 3.调节电流，从零逐 调节电流 渐增大磁场， 渐增大磁场，定性观 察谱线分裂与磁场的 关系，并进行分析。 关系，并进行分析。 4.对 4.对π成分的塞曼分 裂条纹， 裂条纹，运用计算机 测量相邻三组条纹每 个圆环的直径， 个圆环的直径，计算 波长差和荷质比。 波长差和荷质比。