光泵磁共振实验数据处理

光泵磁共振实验数据处理

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光泵磁共振实验数据处理

观察光泵磁共振现象:

测量超精细结构因子及地磁场水平分量

、原始数据处理

水平场 电流I

/mA B 直/

T

(Ru85)/ K Hz

(R u 8 7)/KH z

扫场方向 扫场方向 平均值 扫场方向

扫场方向

平均值

30 0

0.0 0

7

7 62.5

1

3 50

0. 3 947 87

06

400 0. 5 104 8 976.5

8. 5 450

0. 12 1 1 62 1 087

1. 5

5 0 0

0 . 22 127 2

11 9 7

1 6 89 1 90 3

1796 550

0.

3

6

20 6 1

1 953.5

其中，外加水平直流场 B

直

二16厂N 10 7T

5 r

、R u85数据线性拟合处理

1、线性拟合结果

Ru85数据线性拟合图

拟合结果为：=1 1 0. 2 2 0+ 4.682 106

B

直

KHz

2、根据二K+AB 直

得出 K=11 0.2 20, A = 4.682 1 06

。

/KHz

1300 -

Equati on y = a + b*x

Adj. R-Square

0.99996

Value

Sta ndard Error

A

In tercept 110.22036 2.77776

A

Slope

4.68175E6

13819.42851

1200 一

1100

1000

900 -

800

0.00014

0.00016

0.00018

0.00020

0.00022

0.00024

/T

三、R u87数据线性拟合处理1线性拟合结果

/KHz Equation y = a + b*x

Adj. R-Square 0.99996

Value Standard Error

A Intercept 167.60668 3.97211

A Slope 7.01277E6 19761.36506

B直/T

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

0.00014 0.00016 0.00018 0.00020 0.00022 0.00024

Ru 87数据线性拟合图

拟合结果为：=1 6 7. 607 + 7.013 106B直K H z 2、根据二K+AB直

得出 K =1 6 7 .6 0 7, A = 7.013 106。

g(87Rb)=3 g F ( 87Rb)= 0.506 =1 5Q2

1、

g F( Rb) 2为理论值,实际测量值为g F( Rb) 0.337

1.5 1.502 3二 100%=0.13%

相对误差1.5。测量值与理论值十分接近。

2、实现光泵磁共振过程中要注意设备的调节，要记得打开垂直场，并将垂直场电流调节到

0.06 A,如果不打开垂直场，将不能得到试验中要求的图像和数据。那是因为公式

h 1 g F B(B D C B S B e//)中多出了一项B e丄，所以V 1,V 2变大了，v '2变小了。最后

g F , B e得到的值都不准确，增大了实验误差。

3、【实验总结】

1、实验中要特别注意对实验仪器的调节，如果调节失误最后会导致实验数据全部错误，

最后费力不得好。要想做到这一点就必须在老师讲解时仔细听，认真记；

2、准确把握实验原理，并且能做到与实际结合,要知道实际操作时有许多外界因素影响

实验过程。比如在观察光抽运信号时，示波器上的图像并不是和课本上的一样，只是大体相似,那是因为试验过程中地磁场并不是仅仅有垂直、水平分量，还有其他方向分量等因素影

响；

3、从实践的角度了解了光抽运和光泵磁共振过程。

实验总结

通过实验了解光泵磁共振的原理，原子存在自旋情况，也了解到什么是粒子数反转。

通过所学的知识和查阅资料了解到电子的跃迁可以产生激光，在原子中电子的自发辐射和受

激辐射都存在，而且电子的自发辐射和受激辐射都可以产生激光，如果要获得比较强的光就

要使得自发辐射的电子多于受激辐射的电子，但是在原子位于高能级的电子要多，所以实现粒子数反转时产生激光的条件。经过该实验的学习，让我理解了什么是光抽运等一些全新的

概念，学习了一种测量地磁场的方法。

4、【注意事项】

1 .在观察光抽运信号时，调节扫场幅度，将抽运信号调节到等高，调好后，固定扫场幅度。

2.在实验过程中应注意区分87Rb、85Rb的共振信号，当水平磁场不变时，频率高的为87R b 共振谱线，频率低的为85Rb 的共振谱线。当射频频率不变时，水平磁场大的为85Rb的共振谱线，水平磁场小的为87Rb的共振谱线。

3.为避免杂散光影响信号的幅度及波形，主体单元应当罩上遮光罩。

4 .在实验过程中

线。

6、理论上87Rb的g F为1/2,85Rb的g F因子为1/3,

7、结论，强电磁场及大功率电源

，本装置主体单元一定要避开其它铁磁性物体

5、根据实验原理可知, 铷原子的g

F 为g F

其中h为普朗克常数，B为玻尔磁子，V为射频频率。

h 6.626 10 34j|s

B

24 A 1

9.2741 10 j|T 650kHz

1 2m e T

B B共