塞曼效应_预习报告
塞曼效应预实验报告
1. 理解塞曼效应的基本原理，掌握塞曼效应的实验方法。
2. 掌握使用光栅摄谱仪、偏振片等实验仪器进行塞曼效应实验的操作技能。
3. 通过实验，观察和分析塞曼效应现象，验证塞曼效应的基本规律。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场的作用下，原子光谱线发生分裂的现象。
当原子处于外磁场中时，其能级会发生分裂，导致光谱线发生偏转和分裂。
根据分裂情况，塞曼效应可分为三种类型：横向塞曼效应、纵向塞曼效应和混合塞曼效应。
横向塞曼效应：原子能级在垂直于外磁场方向的分量发生分裂，导致光谱线在横向发生偏转和分裂。
纵向塞曼效应：原子能级在平行于外磁场方向的分量发生分裂，导致光谱线在纵向发生偏转和分裂。
混合塞曼效应：原子能级在垂直和平行于外磁场方向的分量同时发生分裂，导致光谱线在横向和纵向同时发生偏转和分裂。
三、实验仪器与材料1. 光栅摄谱仪2. 偏振片3. 笔形汞灯4. 电磁铁装置5. 聚光透镜6. 546nm滤光片7. F-P标准具8. 成像物镜与测微目镜组合而成的测量望远镜9. 标准具间距（d=2mm）10. 实验台1. 准备实验仪器，检查各部件是否完好，连接线路无误。
2. 将光栅摄谱仪、偏振片、笔形汞灯、电磁铁装置等实验仪器安装在实验台上，调整各仪器至合适位置。
3. 打开电磁铁电源，调整电流，使电磁铁产生所需的外加磁场。
4. 将笔形汞灯放置在实验台上，调整光路，使光束通过偏振片、546nm滤光片、F-P标准具等部件。
5. 调整F-P标准具的间距，观察光束在标准具内多次反射后形成的干涉条纹。
6. 逐渐调整电磁铁电流，观察光谱线的分裂情况，记录分裂条纹的间距、偏转角度等数据。
7. 重复实验，改变电磁铁电流，观察光谱线的分裂情况，记录数据。
8. 分析实验数据，验证塞曼效应的基本规律。
五、实验数据及处理1. 记录不同电磁铁电流下，光谱线的分裂条纹间距、偏转角度等数据。
2. 对实验数据进行处理，计算分裂条纹间距与电磁铁电流的关系，分析塞曼效应的规律。
塞曼效应实验报告
塞曼效应实验报告塞曼效应实验报告引言：塞曼效应是物理学中的一个重要现象，它揭示了原子和分子在磁场中的行为。
本实验旨在通过观察和分析塞曼效应，深入了解原子和分子的磁性质，并探索其在科学研究和应用领域的潜在价值。
实验装置：本实验所使用的装置主要包括：磁场产生装置、光源、光栅、光电探测器等。
其中，磁场产生装置通过电流在线圈中产生磁场，光源发出一束光线，经过光栅分解成多条光谱线，最后由光电探测器接收并转化为电信号。
实验步骤：1. 首先，将磁场产生装置放置在实验台上，并通过电源调节线圈中的电流，使得磁场强度达到所需的数值。
2. 将光源对准光栅，确保光线垂直入射，并调节光源的亮度，使得光线足够明亮。
3. 调整光栅的角度，使得光线经过光栅后分解成多条光谱线。
4. 将光电探测器放置在光谱线的路径上，并连接到示波器上，以观察电信号的变化。
5. 在无磁场的情况下，记录下光电探测器接收到的电信号的强度，并作为基准值。
6. 开启磁场产生装置，调节电流，使得磁场强度逐渐增大。
观察并记录下光电探测器接收到的电信号的变化情况。
实验结果与分析：在实验中，我们观察到了明显的塞曼效应。
当磁场强度逐渐增大时，光电探测器接收到的电信号发生了明显的变化。
这是因为原子和分子在磁场中会发生能级的分裂，导致光谱线的位置发生变化。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 塞曼效应的大小与磁场强度成正比。
当磁场强度增大时，塞曼效应的程度也随之增加。
这与塞曼效应的理论预测相符。
2. 塞曼效应的方向与磁场方向有关。
根据实验结果，我们可以确定光谱线的分裂方向与磁场方向垂直。
这是因为原子和分子在磁场中会受到洛伦兹力的作用，使得能级分裂成多个子能级。
3. 塞曼效应的大小与原子或分子的性质有关。
不同的原子或分子在磁场中会产生不同程度的塞曼效应。
这是由于不同原子或分子的磁矩不同，从而导致其在磁场中的行为差异。
实验应用：塞曼效应在科学研究和应用领域具有广泛的应用价值。
塞曼效应预习实验报告
一、实验目的1. 理解塞曼效应的基本原理和实验方法。
2. 掌握观察和测量塞曼效应的方法。
3. 了解塞曼效应在物理实验中的应用。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场作用下，原子光谱线发生分裂的现象。
根据量子力学理论，原子中的电子在外磁场作用下，其轨道角动量和自旋角动量会产生相互作用，导致能级分裂。
当原子处于外磁场中时，电子的总角动量J可以表示为轨道角动量L和自旋角动量S的矢量和。
根据量子力学理论，电子的轨道角动量L和自旋角动量S的耦合方式有LS耦合和JJ耦合两种。
本实验采用LS耦合模型进行分析。
在外加磁场B的作用下，电子的总磁矩μ在外磁场方向上的分量μz与磁场相互作用，产生附加能量Ez。
附加能量Ez与磁量子数m和外加磁感应强度B有关，其表达式为：Ez = -μzB = -gμBJz = -gμB(Jz - gLSz)其中，g是朗德因子，μB是玻尔磁子，Jz是总角动量在外磁场方向上的分量，LSz是轨道角动量和自旋角动量在外磁场方向上的分量。
根据量子力学理论，磁量子数m可以取0, ±1, ±2, ..., ±J等值。
因此，一个能级在外磁场作用下将分裂成2J+1个能级。
分裂后的能级间隔与外磁感应强度B和朗德因子g有关。
三、实验仪器1. 汞灯：提供实验所需的谱线。
2. 电磁铁：提供实验所需的外加磁场。
3. 聚光透镜：将汞灯发出的光聚焦。
4. 偏振片：控制光的偏振状态。
5. F-P标准具：观察和测量塞曼效应。
6. 成像物镜与测微目镜组合而成的测量望远镜：测量分裂后的谱线间距。
四、实验步骤1. 将汞灯、电磁铁、聚光透镜、偏振片、F-P标准具和测量望远镜等实验仪器按照实验要求连接好。
2. 打开汞灯，调节电磁铁的电流，使外加磁感应强度达到实验要求。
3. 将汞灯发出的光聚焦到F-P标准具上，观察分裂后的谱线。
4. 调节偏振片，使入射光的偏振方向与F-P标准具的光轴垂直。
5. 使用测量望远镜测量分裂后的谱线间距，记录数据。
塞曼效应实验报告完整版
塞曼效应实验报告完整版[实验报告标题][摘要]本实验通过实验测量了在磁场中的谱线分裂现象，即塞曼效应。
利用自制的光学仪器测量了铯原子的谱线分裂，验证了磁场对谱线的影响。
实验结果表明，在磁场存在下，谱线会发生分裂，且分裂数量与磁场的强度正相关。
本实验对于深入理解原子光谱和量子力学有重要的意义。
[引言]塞曼效应是物理学中一个重要的现象，它揭示了磁场对于原子能级结构的影响。
塞曼效应通过分裂原子的光谱线，使我们能够更加准确地研究原子结构和磁场的关系。
塞曼效应的发现对于量子力学和磁学的发展起到了重要的推动作用。
本实验旨在利用自制的光学仪器观察和测量铯原子的塞曼效应，并验证磁场对于谱线分裂的影响。
[实验原理]塞曼效应是指原子在外加磁场作用下，能级发生分裂，不同能级对应的谱线分成多条。
根据塞曼效应的原理，我们可以通过测量分裂后的谱线数量来间接测量磁场的强度。
塞曼效应分为正常塞曼效应和反常塞曼效应。
正常塞曼效应是指能级的劈裂符合朗德因子gJ的规律，而反常塞曼效应则不符合。
根据塞曼效应的原理，我们可以得到塞曼能级的能量差公式为:ΔE=gJμBΔM其中，ΔE是能级的能量差，gJ是朗德因子，μB是玻尔磁子，ΔM是能级的劈裂数。
[实验步骤]1.搭建实验装置：使用自制的光学仪器搭建实验装置，包括光源、单色仪、磁场系统和光电倍增管。
2.调节光源和单色仪：使用准直的光源和单色仪，使光线垂直入射并通过单色仪的狭缝得到单色光。
3.加入磁场：打开磁场系统，通过调节电流和磁场方向，使得磁场垂直于光线传播的方向。
4.观察光谱：在磁场存在下，观察光谱线的变化，记录分裂后的谱线数量。
5.测量磁场强度：通过调节磁场的电流，测量分裂后的谱线数量与磁场强度的关系。
[实验结果]在实验中，我们使用铯原子作为样品，观察了它的谱线在磁场存在下的分裂情况。
通过观察和测量，我们发现在磁场存在下，铯原子的谱线发生了分裂，分裂数量与磁场的强度正相关。
[实验讨论]通过本实验的观察和测量结果，我们得出了塞曼效应对光谱线的影响是存在且可测量的。
塞曼效应实验的报告完整版
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报告标题：塞曼效应实验
I.实验目的
本实验旨在通过模拟和观察塞曼效应，以加深对其机理的理解。
II.实验原理
塞曼效应是一种电磁学效应，能够在一个可逆的非线性系统中产生特殊的振荡行为，并可以在实验中得到观察。
该效应的本质是由于振子实体和振子系统之间存在耦合、反馈所致。
III.实验装置
本实验采用塞曼效应实验装置，由振子、激励电路、检测电路及检测仪组成。
IV.实验步骤
1. 用激励电路给振子施以外力，使振子振荡起来，检测电路会检测振子的振幅和频率，并将数据显示在检测仪上；
2. 逐渐增大激励电路的电流，观察振子振幅和频率的变化；
3. 逐渐减小激励电路的电流，观察振子振幅和频率的变化；
4. 重复上述步骤，观察塞曼效应的变化。
V.实验结果
随着激励电路的电流的增加，振子的振幅和频率也会随之增大，当电流达到一定程度时，振子的振幅和频率开始急剧减小，甚至几乎停止振动，然后再慢慢回升，这正是塞曼效应的表现。
VI.实验总结
本实验通过模拟和观察塞曼效应，加深了对其机理的理解。
实验结果表明，在激励电路的电流达到一定程度时，振子的振幅和频率开始急剧减小，甚至几乎停止振动，然后再慢慢回升，这正是塞曼效应的表现。
塞曼效应实验预习报告
实验原理：
根据原子理论，原子中的电子既作轨道运动又作自旋运动。原子的总轨道磁矩 μL
与总轨道角动量 pL 的关系为：
（1）其中
L
e 2m
pL
pL L(L 1)
原子的总自旋磁矩 μS 与总自旋角动量 PS 的关系为：
S
e m
pS
（3）其中
（2）
pS S(S 1)
（4）上式（1）、（2）、（3）和（4）中：m 为电子质量，L 为轨道角动量量子数，S 为自
2J+1 个值，因此原子在外磁场中，原来的一个能级将分裂成 2J+1 个子能级。
未加磁场时，能级 E2 和 E1 之间的跃迁产生的光谱线频率 ν 为： E2 E1
h 外加磁场时，分裂后的谱线频率 ν’为：
（11）
(E2 E2 ) (E1 E1 ) h
分裂后的谱线与原来谱线的频率差 Δν’为：
(E2Βιβλιοθήκη E1)/h
(M
2
g2
M1g1
)
eB 4 mc
能级之间的跃迁必须满足选择定则
(12) (13)
J 0, 1(J 0 J 0禁戒) ，
M 0，（1 J=0时，M=0 M=0禁戒）。 当 ΔM=0 时，产生 π 线，沿垂直于磁场方向观察时，π 线为光振动方向平行于磁
场的线偏振光，沿平行于磁场方向观察时，光强度为零，观察不到。 当 ΔM=±1 时，产生 σ 线，迎着磁场方向观察时，σ 线为圆偏振光，ΔM=+1 时为
实验预习报告
内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验预习中的问题探讨
实验目的：
1.研究汞光谱的塞曼分裂现象，计算汞光谱的塞曼分裂裂距以及电子的荷质比，证
塞曼效应实验报告[完整版]
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南昌大学物理实验报告学生姓名： 学号： 5502210039 专业班级：应物101班 实验时间： 教师编号：T017 成绩：塞曼效应一、实验目的1．观察塞曼效应现象，把实验结果与理论结果进行比较。
2．学习观测塞曼效应的实验方法。
3．计算电子核质比。
二、实验仪器WPZ —Ⅲ型塞曼效应实验仪三、实验原理塞曼效应：在外磁场作用下，由于原子磁矩与磁场相互作用，使原子能级产生分裂。
垂直于磁场观察时，产生线偏振光（π线和σ线）；平行于磁场观察时，产生圆偏振光（左旋、右旋）。
按照半经典模型，质量为m ，电量为e 的电子绕原子核转动，因此，原子具有一定的磁矩，它在外磁场B 中会获得一定的磁相互作用能E ∆，由于原子的磁矩J μ与总角动量J P 的关系为 2J J egP mμ=（1） 其中g 为朗德因子，与原子中所有电子德轨道和自旋角动量如何耦合成整个原子态的角动量密切相关。
因此，c o sc o s 2J J eE B g P B mμαα∆=-=-（2） 其中α是磁矩与外加磁场的夹角。
又由于电子角动量空间取向的量子化，这种磁相互作用能只能取有限个分立的值，且电子的磁矩与总角动量的方向相反，因此在外磁场方向上，c o s,,1,,2J hP M M J J J απ-==--（3）南昌大学物理实验报告学生姓名： 刘惠文 学号： 5502210039 专业班级：应物101班 实验时间： 教师编号：T017 成绩：式中h 是普朗克常量，J 是电子的总角动量，M 是磁量子数。
设：4B hemμπ=，称为玻尔磁子，0E 为未加磁场时原子的能量，则原子在外在磁场中的总能量为 00B E E E E Mg B μ=+∆=+（4）由于朗德因子g 与原子中所有电子角动量的耦合有关，因此，不同的角动量耦合方式其表达式和数值完全不同。
在L S -耦合的情况下，设原子中电子轨道运动和自旋运动的总磁矩、总角动量及其量子数分别为L μ、L P 、L 和S μ、S P 、S ，它们的关系为(1),222L L e e hP L L m m μπ==+（5）(1),2S S e e hP S S m m μπ==+（6）设J P 与L P 和S P 的夹角分别为LJ α和SJ α，根据矢量合成原理，只要将二者在J μ方向的投影相加即可得到形如（1）式的总电子磁矩和总轨道角动量的关系：2222222222c o s c o s (c o s 2c o s )2(2)222(1)222J L LJ S SJL LJ S SJ J L S J L S J J J L S JJ J eP P mP P P P P P e m P P P P P e P P m e gP mμμαμααα=+=++--+=+-+=+=（7） 其中朗德因子为 (1)(1)(1)1.2(1)J J L L S S g J J +-+++=++（8）由（＊）式中可以看出，由于M 共有（2J ＋1）个值，所以原子的这个能级在南昌大学物理实验报告学生姓名： 刘惠文 学号： 5502210039 专业班级：应物101班 实验时间： 教师编号：T017 成绩：外磁场作用下将会分裂为（2J ＋1）个能级，相邻两能级间隔为B g B μ。
塞曼效应实验1
实验报告总评成绩
《大学物理实验》课程实验报告
学院：
专业：
年级：
实验人姓名(学号)：
参加人姓名：
日期：年月日
室温：
相对湿度：
实验名称：塞曼效应实验
一、实验装置
聚焦透镜：对汞灯所发出的光线起到一定的会聚作用
偏振片：通过旋转偏振片的角度选择σ或者π线偏振光
Fabry-Perot标准具：使入射的光线干涉
USB相机和镜头：将干涉圆环成像
塞曼效应实验装置
特征：
通用化的部件方便安装和更换。
使用USB进行数据通讯。
分别将滤光片和Fabry-Perot标准具，聚光透镜和偏振片集成，方便光路调节。
采用高分辨率的USB相机和Fabry-Perot标准具确保获取清晰的图像。
采用智能分析软件。
二、实验原理
1896年，塞曼发现，当光源放在足够强的磁场中，所发出的谱线会产生分裂，分裂的谱线数量与原子能级有关，并且所发出的谱线都是偏振的。在垂直于磁场方向观察是线偏振的，在平行于磁场方向观察是圆偏振的，这种现象叫做塞曼效应。它揭示了原子内部运动的量子效应，到目前为止，塞曼效应仍然是研究原子内部结构的一种重要方法。
五、实验数据记录
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3、Fabry-Perot标准具采用什么原理可以进行观测？
答：Fabry-Perot标准具采用干涉原理，因而具有较高的分辨率，可以被用以观测塞曼效应。
4、为什么圆环分裂后，பைடு நூலகம்个圆环变暗了？
答：随着电流的增加，干涉圆环开始分裂。通常，当电流达到5A，分裂的圆环清晰可见。在分裂前，能量都集中在546.1nm一条谱线上，当磁场足够强，一条谱线分裂成多条谱线，能量也相应的被分配到这些谱线上，所以看上去变暗了。
塞曼效应的实验报告
塞曼效应一、实验目的1、研究塞曼分裂谱的特征2、学习应用塞曼效应测量电子的荷质比和研究原子能级结构的方法。
二、实验原理对于多电子原子，角动量之间的相互作用有LS耦合模型和JJ耦合某型。
对于LS耦合，电子之间的轨道与轨道角动量的耦合作用及电子间自旋与自旋角动量的耦合作用强，而每个电子的轨道与自旋角动量耦合作用弱。
原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩。
总磁矩在磁场中受到力矩的作用而绕磁场方向旋进，可以证明旋进所引起的附加能量为二E 二Mg」B B ( 1)其中M为磁量子数，卩B为玻尔磁子，B为磁感应强度，g是朗德因子。
朗德因子g表征原子的总磁矩和总角动量的关系，定义为g =1 . J(J T)-L(L 1) S(S 1)- 2J(J 1)其中L为总轨道角动量量子数，S为总自旋角动量量子数，J为总角动量量子数。
磁量子数M只能取J， J-1，J-2，…，-J，共(2J+1)个值，也即AE有(2J+1 )个可能值。
这就是说，无磁场时的一个能级，在外磁场的作用下将分裂成(2J+1)个能级。
由式(1)还可以看到，分裂的能级是等间隔的，且能级间隔正比于外磁场B以及朗德因子g。
能级E1和E2之间的跃迁产生频率为v的光，其中hv = E2 - E1在磁场中，若上、下能级都发生分裂，新谱线的频率v '满足hv'=(E2址2)-匕.迟)=库2 -巳)(汨2 - EJ = hv (M2g2 -皿鸟广皐即分裂后谱线与原谱线的频率差为* 4B B：v =v - v' = (M 2g2 - Mj)二(3)h代入玻尔磁子％ =空，得到4血e：v = (M 2g 2 -M ⑼) B4rm等式两边同除以c ,可将式(4)表示为波数差的形式e.■:二-(M 2g 2 - M i g i )4兀meeB 4 二 me其中L 称为洛伦兹单位，且 L =0.467B 塞曼跃迁的选择定则为：M =0,_1当AM =0，为n 成分，是振动方向平行于磁场的线偏振光，只在垂直于磁 场的方向上才能观察到，平行于磁场的方向上观察不到，但当J = 0时，M 2 =0 到M i = 0的跃迁被禁止；当1，为c 成分，垂直于磁场观察时为振动垂直于磁场的线偏振光， 沿磁场正向观察时，M = 1为右旋圆偏振光，厶M 二_1为左旋圆偏振光。
塞曼效应_预习报告
E E 0 E E 0 Mg
式中
eh B 4m
E0 为未加磁场时的能量， M 为磁量子数， B 为外加磁场的磁感应强度，e 为电子电量，m
g 为朗德因子。朗德因子的值与原子能级的总角动量 J ，自旋量
为电子质量， h 为普朗克常数，
子数 S 和轨道量子数 L 有关，在 L S 耦合情况下
g
1 J ( J 1) S ( S 1) L( L 1) 2 J ( J 1)
由于 J 一定时， M J , J 1,, J ，所以由式（14）和（15）可知，原子在外磁场中，每个能 级都分裂为 2 J 1 个子能级。相邻子能级的间隔为
g
eh B g B B 4m
h ( E2 E2 ) ( E1 E1 ) h (M 2 g2 M1 g1 )B B
分裂后的谱线与原谱线的频率差为：
( M 2 g 2 M 1 g1 )
换以波数表示
e B 4m e B ( M 2 g 2 M 1 g1 ) L 4mc
二、实验原理
在确认光路调整合适时（参见后面实验过程） ，在不加磁场、偏振片以及滤光片的情况下，通过 读数目镜可以明显看到一组由亮线和蓝色暗线交替组成的同心圆，加上 5461A 滤光片后，可以看 到一组（至少三个）清晰的亮环，原来的暗环加宽，颜色加深为黑色，显现亮环更加锐细、醒目。 接通磁场，可以发现锐细亮环逐渐变粗变模糊，随着磁场加大，并仔细调整目镜可以看到原来模 糊的环是由九个同心亮环组成， 这就是塞曼效应， 加上偏振片并转动其检偏方向， 可以观察到 分 支和 分支线 电子自旋和轨道运动使原子具有一定的磁矩。在外磁场中，原子磁矩与磁场相互作用，使原子系 统附加了磁作用能 E ， 又由于电子轨道和自旋的空间的量子化。 这种磁相互作用能只能取有限个 分立的值，此时原子系统的总能量为
实验报告之塞曼效应
近代物理实验报告（四）————塞曼效应实验小组：实验班级:指导老师：日期：2011-12-10一、实验目的：1)了解并掌握塞曼效应原理；2)了解本实验的基本操作；3)利用高分辨光谱仪器法布里—珀罗（Fabry—Perot）标准具研究汞546.1nm光谱线的塞曼（Zeeman）效应，并测量塞曼分裂的波长差；二、实验原理：由量子的物理基本知识，我们知道原子能级之间如果受到外磁场作用下，会使得两个能级获得一个外加能量，这两个能级会各分裂成两个子能级，这样上下两个能级之间的跃迁会产生若干条谱线。
如果没有磁场，则原子能级之间不会产生分裂。
本实验使用的是汞光灯，在外加强磁场的作用下，使得汞光灯所发出的光子能级发生分裂。
再经过放大透镜、法布里帕罗标准具、会聚透镜、CCD相机所组成的成像系统在软件内生成一个类似于牛顿环的干涉图像。
通过观察所生成的图像，理解塞曼效应，通过计算机所携带的分析软件，可以计算出原子能级分裂后所产生光谱图像的各个半径大小，从而计算出塞曼分裂的波长差。
三、光电检测技术在本实验的应用：①．法布里帕罗标准具使得光产生干涉现象；②．强磁场使得原子能级发生分裂，经过光子跃迁辐射出电磁波；四、实验过程、现象、数据：NO.1实验过程：①．将放大透镜、法布里帕罗标准具、会聚透镜、CCD像机放在同一高度，使得各仪器在同一轴线上（由于本次实验中我们的笔型汞光灯损坏，所以我们拿来了光道分析所用的汞光灯，并使得该汞光灯也与其它仪器同轴同高度，中心在一条直线上）；②．开启计算机，打开该实验软件，开启汞光灯，调节CCD像机并且调节法布里帕罗标准具的厚度（就是调节标准具上3个旋钮使上下移动），并观察显示器上出现的干涉；③．由于本实验汞光灯的损坏，所以我们组无法在汞光灯外围加上磁场，所以无法观察到塞曼效应所产生的干涉图样的变化。
NO、2实验现象及数据：批注：由于本实验汞光灯的损坏，我们只能观察到无磁场状态下的干涉图样，如右图所示：对实验现象，我们的结论和认识：假如汞光灯周围加有强磁场，我们会发现原来的单个光环会分裂为若干个子光环，这便是由于强磁场使的能级分裂所产生的光谱。
塞曼效应实验报告
ΔM = 0，±1
（2）偏振定则
当△M=0 时，产生 π 线，为振动方向平行于磁场得线偏振光，可在垂直磁场方向瞧到。
当△M=±1 时，产生 σ 谱线，为圆偏振光。迎着磁场方向观察时，△M=1 得 σ 线为左旋
圆偏振光，△M=-1 得 σ 线为右旋圆偏振光。在垂直于磁场方向观察 σ 线时，为振动方向垂
本实验通过干涉装置进行塞曼效应得观察。我们选择法布里-珀罗标准具(F-P 标准具)作 为干涉元件。F-P 标准具基本组成：两块平行玻璃板，在两板相对得表面镀有较高反射率得 薄膜。
多光束干涉条纹得形成 一束光以小角度 θ 射入 F-P 标准具后，在标准具得 A、B 两平行玻璃板得内表面之间经 过多次反射，分成相互平行得多束光从 B 板外表面出射，经透镜将会聚于其焦平面上产生 干涉。由于旋转对称性，同一入射角 θ 在其焦平面上汇聚成一圆环。设 A、B 两平行玻璃板 内表面间得距离为 d，两板间介质折射率 n，则相邻两平行光束得光程差△=2ndcosθ、 产生干涉主极大(亮纹)得条件为：
次 k 得不同波长 、 ，干涉圆环直径分别为 与
。波数差与各直径得关系为：
△=
≈
6、电子荷质比得测定 使波长为λ得谱线产生塞曼分裂，则
=
三、实验步骤
（要求与提示：限 400 字以内） 1、 调节 F-P 标准具，将光路上各元件调到等高共轴。 2、 观察汞绿线 546、1nm 得干涉圆环。 3、 放上偏振片，当偏振片偏振方向为水平时，可以瞧到π成分得 3 条谱线。 4、 调整望远镜测量 K，K-1，K-2 级干涉条纹得直径。
一、实 与实验
塞曼效应
实验报告
验目得 仪器
1、 实
验目得
（1）学习观察塞曼效应得方法，通过塞曼效应测量磁感应强度得大小。
塞曼效应实验报告
一、实验目的1. 理解塞曼效应的原理和现象；2. 通过实验观察塞曼效应，验证其存在；3. 学习光栅摄谱仪的使用方法；4. 掌握数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场作用下，原子或分子的光谱线发生分裂的现象。
塞曼效应的发现对研究原子结构和电子角动量有重要意义。
本实验采用光栅摄谱仪观察汞原子谱线的分裂情况，以此对外加磁感应强度进行估测。
根据量子力学理论，原子中的电子具有轨道角动量L和自旋角动量S，两者耦合形成总角动量J。
原子总磁矩与总角动量不共线，在外加磁场作用下，总磁矩与磁场有相互作用，导致能级发生分裂。
三、实验仪器与材料1. 光栅摄谱仪；2. 阿贝比长仪；3. 汞原子光源；4. 电磁铁装置；5. 望远镜；6. 测微目镜；7. 数据采集卡；8. 计算机。
四、实验步骤1. 将汞原子光源、电磁铁装置和光栅摄谱仪连接好；2. 调节光栅摄谱仪，使汞原子光源发出的光通过光栅后成像于望远镜；3. 将电磁铁装置通电，产生外加磁场；4. 观察并记录汞原子谱线的分裂情况；5. 关闭电磁铁装置，重复实验步骤，观察无外加磁场时的谱线情况；6. 对比两组数据，分析塞曼效应的存在；7. 使用阿贝比长仪测量光栅常数；8. 根据光栅摄谱仪的成像原理和能级分裂公式，计算外加磁感应强度。
五、实验结果与分析1. 实验现象：在外加磁场作用下，汞原子谱线发生分裂，形成若干条偏振的谱线；2. 数据处理：根据光栅摄谱仪的成像原理和能级分裂公式，计算外加磁感应强度；3. 误差分析：分析实验过程中可能存在的误差来源，如光栅常数测量误差、光栅角度测量误差等；4. 结果验证：将实验结果与理论值进行对比，验证塞曼效应的存在。
六、实验总结1. 本实验成功观察到了塞曼效应，验证了其存在；2. 通过实验，掌握了光栅摄谱仪的使用方法；3. 学会了数据处理和误差分析的方法；4. 对原子结构和电子角动量的研究有了更深入的了解。
七、实验拓展1. 研究不同磁场强度下塞曼效应的变化规律；2. 观察其他元素原子的塞曼效应；3. 研究塞曼效应在激光技术、天体物理等领域的应用。
近代塞曼效应实验报告
一、实验目的1. 观察并记录塞曼效应现象，理解其产生原理。
2. 学习并掌握利用塞曼效应测量电子荷质比的方法。
3. 理解塞曼效应在原子结构、分子结构等方面的应用。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场作用下，原子光谱线发生分裂的现象。
根据半经典模型，电子在原子中具有轨道角动量和自旋角动量，两者合成总角动量。
当原子处于外磁场中时，总角动量与磁矩相互作用，导致能级分裂。
根据量子力学理论，电子在原子中具有轨道角动量量子数l、自旋角动量量子数s 和总角动量量子数j。
在外磁场作用下，总角动量与磁矩相互作用，导致能级分裂成(2j+1)个能级。
能级分裂的能量差ΔE与磁感应强度B、玻尔磁子μB和朗德因子g有关，即ΔE = gjμBB。
实验中，通过观察光谱线的分裂情况，可以测量磁感应强度B、电子荷质比等物理量。
三、实验仪器与设备1. 光谱仪：用于观察原子光谱。
2. 磁场发生器：用于产生外磁场。
3. 电源：为磁场发生器提供电源。
4. 计算器：用于计算数据。
四、实验步骤1. 将原子气体充入光谱仪，调整光谱仪使其对准原子气体。
2. 打开磁场发生器，调节磁场强度，观察光谱线的分裂情况。
3. 记录不同磁场强度下的光谱线分裂数据。
4. 根据实验数据，计算磁感应强度B、电子荷质比等物理量。
五、实验结果与分析1. 观察到在外磁场作用下，原子光谱线发生分裂，分裂成若干条偏振谱线。
2. 根据实验数据，计算得到磁感应强度B和电子荷质比。
（此处省略具体计算过程和结果）六、实验结论1. 通过实验验证了塞曼效应现象，理解了其产生原理。
2. 学会了利用塞曼效应测量电子荷质比的方法。
3. 理解了塞曼效应在原子结构、分子结构等方面的应用。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免磁场对人体的危害。
2. 调节磁场强度时，要缓慢进行，避免磁场突变对实验结果的影响。
3. 记录实验数据时，要准确无误。
八、实验总结本实验通过观察塞曼效应现象，掌握了利用塞曼效应测量电子荷质比的方法。
实验报告塞曼效应
一、实验目的1. 观察塞曼效应，了解其在原子物理中的重要性。
2. 通过实验，加深对原子磁矩和能级结构的理解。
3. 掌握光栅摄谱仪的使用方法，以及如何通过摄谱法观测谱线的分裂情况。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场的作用下，原子发射或吸收的光谱线发生分裂的现象。
根据能级分裂的条数和偏振状态，可以推断出原子的能级结构。
当原子置于外磁场中时，其总磁矩与外磁场相互作用，使得原子能级发生分裂。
分裂的条数与能级的类别有关，分裂的能级间隔与外磁场的强度成正比。
实验中，我们采用光栅摄谱仪观测汞原子（546.1nm）谱线的分裂情况，并通过计算能级间隔，验证塞曼效应的存在。
三、实验仪器与设备1. 光栅摄谱仪2. 阿贝比长仪3. 汞灯4. 电磁铁装置5. 聚光透镜6. 偏振片7. 546nm滤光片8. Fabry-Perot标准具9. 成像物镜与测微目镜组合而成的测量望远镜四、实验步骤1. 将汞灯安装在电磁铁装置上，调节磁场强度，使磁场平行于汞灯发出的光束。
2. 使用聚光透镜将汞灯发出的光变为平行光束，通过偏振片过滤掉未偏振的光。
3. 将平行光束照射到Fabry-Perot标准具上，使其发生多光束干涉，形成干涉条纹。
4. 通过调节标准具间距，使干涉条纹清晰可见。
5. 将光栅摄谱仪放置在测量望远镜的物镜前方，调节望远镜的位置，使光谱线聚焦在光栅上。
6. 观察并记录汞原子（546.1nm）谱线的分裂情况，包括分裂的条数和偏振状态。
7. 通过计算能级间隔，验证塞曼效应的存在。
五、实验结果与分析1. 实验观察到了汞原子（546.1nm）谱线的分裂现象，分裂的条数为3条，符合塞曼效应的理论预测。
2. 通过计算能级间隔，验证了塞曼效应的存在。
计算结果与理论值基本吻合。
六、实验总结通过本次实验，我们成功地观察到了塞曼效应，并验证了其理论预测。
实验过程中，我们掌握了光栅摄谱仪的使用方法，以及如何通过摄谱法观测谱线的分裂情况。
此外，我们还加深了对原子磁矩和能级结构的理解。
塞曼效应实验报告的总结
塞曼效应实验报告的总结
塞曼效应是物理学中的一个重要实验现象，它揭示了磁场对原子或分子谱线的分裂作用。
本次实验通过测量不同磁场下原子或分子谱线的分裂情况，验证了塞曼效应的存在，并进一步研究了分裂情况与磁场强度、谱线能级差等因素之间的关系。
实验中，我们根据塞曼效应的原理，选择了一种原子或分子作为研究对象，利用光谱仪测量其谱线的分裂情况。
首先，在无外加磁场的情况下，我们测量了原子或分子的基态能级和激发态能级之间的能级差。
然后，我们在实验装置中加入不同强度的磁场，再次测量谱线的分裂情况。
实验结果表明，当存在磁场时，原子或分子的谱线会分裂成多条子谱线，子谱线之间的间距与磁场的强度成正比。
通过测量不同磁场下的谱线分裂情况，我们得到了磁场强度与谱线分裂的关系曲线，进一步验证了塞曼效应的存在。
除了磁场强度，实验中还研究了谱线能级差对分裂情况的影响。
通过调节原子或分子的能级差，我们发现谱线分裂的程度与能级差的大小成正比。
这一结果也与塞曼效应的理论预测相符。
总的来说，本次实验通过测量谱线的分裂情况，验证了塞曼效应的存在，并进一步研究了分裂情况与磁场强度、谱线能级差等因素之间的关系。
这一结果对理解
原子或分子的行为提供了重要的实验依据，从而对原子物理学等领域的研究产生了重要的推动作用。
今后，我们可以进一步拓展这一实验，研究其他物质的塞曼效应，以深入理解物质的内在性质及其受外界条件影响的规律。
塞曼效应实验报告
注意事项1.2.3.因笔型汞灯发出强紫外线，不要用眼睛直接观察。
4.实验在暗室内进行，减小外部光线对汞灯谱线的干扰5.手轮要避免中途反转，注意消空程6.光路调好后，要固定元件，避免在测量中发生移动7.手表不要离电磁铁太近与硬磁性材料相比，磁滞回线瘦窄，剩磁与矫顽磁力都很小，B~I关系曲线与基本磁化曲线几乎重合。
误差分析1.调节光路时，难以判断此时的光路效果是否最佳，仪器状态不确定，易受人为因素影响。
建议反复调节，以讲义上的调节效果为依据，比较不同位置的状态效果，直至最佳。
2.长期操作观察，易造成视觉疲劳，人为的读数误差大3.数据处理中一步步计算，可能会造成误差积累。
但这样思路清晰，不易出错，可以将计算过程的中间数值多取几位；4.估算5．虽然电磁铁电源处于稳流状态，电磁铁为大电感，但实验前后电流会有变化。
建议在每组数据测量前调节一次电流，并记录测量后的电流值，取平均6.视场中圆环具有一定宽度，靠人眼判断测微目镜叉丝的交点是否在环的中间，难以找准。
如果时间充分，建议取左边沿与右边沿的平均值。
思考题1. 调节偏振片，出现三条图样的为π成分，出现六条图样的即为σ成分2.确定左右旋偏振光步骤：（1）让入射光通过偏振片P，确定椭圆偏振光的长轴与短轴方向。
（2）将λ／4片(Δ＝+π/2放在偏振片P前面，让光轴与长轴或短轴重合，并建立坐标系，纵轴为o光振动方向，横轴(水平轴)为e光振动方向，k轴为光的传播方向。
（3）旋转偏振片一周，找出消光位置，此时，与P的透振方向垂直的方向就是出射线偏振光的振动方向，若线偏振光在一三象限，则入射光为左旋椭圆偏振光，若线偏振光在二四象限，则入射光为右旋椭圆偏振光。
方法三使光路通过圆偏振镜能非常直观的区分：左旋圆偏振光无法反向通过右旋圆偏振镜，反之亦然，且与旋转圆偏振镜位置无关。
3从能量角度分析光学实验的重点在于光路的调节和对所需物理量的精确测量。
塞曼效应实验的光路调节比较简单，物理量的测量重复性操作较多。
塞曼效应实验报告摘要(3篇)
第1篇摘要：本实验旨在探究塞曼效应这一经典物理现象，通过实验验证了原子在外磁场中能级分裂的理论，并对其进行了定量分析。
实验采用光栅摄谱仪、阿贝比长仪等设备，对汞原子谱线的分裂情况进行了观测，并据此估算了外加磁感应强度。
一、实验目的1. 观察塞曼效应现象，了解原子在外磁场中能级分裂的基本规律。
2. 掌握光栅摄谱仪、阿贝比长仪等实验仪器的操作方法。
3. 通过实验验证塞曼效应的理论，并对其定量分析。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场作用下，原子能级发生分裂，从而导致谱线发生偏振和分裂的现象。
根据半经典模型，原子磁矩在外磁场中受到力矩作用，导致能级发生分裂。
根据量子力学理论，原子总磁矩与总角动量不共线，因此在外磁场作用下，原子的能级将发生分裂。
三、实验仪器与设备1. 光栅摄谱仪：用于观测汞原子谱线的分裂情况。
2. 阿贝比长仪：用于测量光栅的焦距。
3. 电磁铁装置：用于产生外加磁场。
4. 汞灯：作为光源。
5. 聚光透镜：用于将光聚焦到光栅上。
6. 偏振片：用于观测谱线的偏振情况。
四、实验步骤1. 将汞灯放置在电磁铁装置中，调整电磁铁的电流，产生所需的外加磁场。
2. 将汞灯发出的光通过聚光透镜聚焦到光栅上，利用光栅摄谱仪观测汞原子谱线的分裂情况。
3. 通过阿贝比长仪测量光栅的焦距，计算外加磁场的强度。
4. 分析实验数据，验证塞曼效应的理论，并对其定量分析。
五、实验结果与分析1. 观察到汞原子谱线在外加磁场作用下发生分裂，分裂的条数与外加磁场的强度有关。
2. 通过计算，得到了外加磁场的强度与分裂条数之间的关系，验证了塞曼效应的理论。
3. 对实验数据进行误差分析，分析了实验过程中可能存在的误差来源。
六、结论本实验通过观测汞原子谱线的分裂情况，验证了塞曼效应的理论，并对其进行了定量分析。
实验结果表明，外加磁场对原子能级产生分裂，分裂的条数与外加磁场的强度有关。
本实验对理解原子在外磁场中的能级结构以及塞曼效应的产生机理具有重要的意义。
塞曼效应校正背景法学习报告
塞曼效应校正背景法学习报告塞曼效应的历史1896年，荷兰物理学家塞曼使用半径10英尺的凹形罗兰光栅观察磁场中的钠火焰的光谱，他发现钠的D谱线似乎出现了加宽的现象。
这种加宽现象实际是谱线发生了分裂。
随后不久，塞曼的老师、荷兰物理学家洛伦兹应用经典电磁理论对这种现象进行了解释。
他认为，由于电子存在轨道磁矩，并且磁矩方向在空间的取向是量子化的，因此在磁场作用下能级发生分裂，谱线分裂成间隔相等的3条谱线。
塞曼和洛伦兹因为这一发现共同获得了1902年的诺贝尔物理学奖。
1897年12月，普雷斯顿(T.supeston)报告称，在很多实验中观察到光谱线有时并非分裂成3条，间隔也不尽相同，人们把这种现象叫做为反常塞曼效应，将塞曼原来发现的现象叫做正常塞曼效应。
反常塞曼效应的机制在其后二十余年时间里一直没能得到很好的解释，困扰了一大批物理学家。
1925年，两名荷兰学生乌仑贝克(G.E.Uhlenbeck,1900--1974)和古兹米特(S.A.Goudsmit,1902--1978)提出了电子自旋假设，很好地解释了反常塞曼效应。
应用正常塞曼效应测量谱线分裂的频率间隔可以测出电子的荷质比。
由此计算得到的荷质比数值与约瑟夫·汤姆生在阴极射线偏转实验中测得的电子荷质比数量级是相同的，二者互相印证，进一步证实了电子的存在。
塞曼效应也可以用来测量天体的磁场。
1908年美国天文学家海尔等人在威尔逊山天文台利用塞曼效应，首次测量到了太阳黑子的磁场。
[塞曼效应原理]一、塞曼分裂谱线与原谱线关系1、磁矩在外磁场中受到的作用(1)原子总磁矩在外磁场中受到力矩的作用：其效果是磁矩绕磁场方向旋进，也就是总角动量（P J）绕磁场方向旋进。
(2)磁矩在外磁场中的磁能：由于或在磁场中的取向量子化，所以其在磁场方向分量也量子化：∴ 原子受磁场作用而旋进引起的附加能量M为磁量子数g为朗道因子，表征原子总磁矩和总角动量的关系，g随耦合类型不同（LS耦合和jj耦合）有两种解法。
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~ ~ ~ (M g M g ) 2 2 1 1
式中
e B 称为洛仑兹单位，以 L 表示。 4mc
跃迁时 M 的选择定则与谱线的偏振情况如下： 选择定则： M 0 （当 J 0 时， M 被禁止） ， M 1 当 M 0 时，产生的偏振光为 成份。垂至于磁场观察时（横效应） ，线偏振光的振动方向平 行于磁场。平行于磁场观察时， 成份不出现 当 M 1 时，产生的偏振光为 成份。垂至于磁场观察时，产生线偏振光，其振动方向垂至 于磁场。平行于磁场观察时（纵效应） ，产生圆偏振光。 M 1 ,偏振转向是沿磁场方向前
k 2， 示的干涉条纹为一圆环， 属于等倾干涉。 设中心亮环的干涉级次为 k ， 则向外依次为 k 1 ，
形成一系列向外的同心圆环。 当入射光波长发生微小的变化， 则产生各级干涉亮环套在各相应
级的亮环内外 对同一级次有微小波长差的不同波长 次 k 级和 (k 1) 级下有：
a ， b ， c 而言，如图 7 所示可以证明，在相邻干涉级
二、实验原理
在确认光路调整合适时（参见后面实验过程） ，在不加磁场、偏振片以及滤光片的情况下，通过 读数目镜可以明显看到一组由亮线和蓝色暗线交替组成的同心圆，加上 5461A 滤光片后，可以看 到一组（至少三个）清晰的亮环，原来的暗环加宽，颜色加深为黑色，显现亮环更加锐细、醒目。 接通磁场，可以发现锐细亮环逐渐变粗变模糊，随着磁场加大，并仔细调整目镜可以看到原来模 糊的环是由九个同心亮环组成， 这就是塞曼效应， 加上偏振片并转动其检偏方向， 可以观察到 分 支和 分支线 电子自旋和轨道运动使原子具有一定的磁矩。在外磁场中，原子磁矩与磁场相互作用，使原子系 统附加了磁作用能 E ， 又由于电子轨道和自旋的空间的量子化。 这种磁相互作用能只能取有限个 分立的值，此时原子系统的总能量为
E E 0 E E 0 Mg
式中
eh B 4m
E0 为未加磁场时的能量， M 为磁量子数， B 为外加磁场的磁感应强度，e 为电子电量，m
g 为朗德因子。朗德因子的
子数 S 和轨道量子数 L 有关，在 L S 耦合情况下
进的螺旋方向，磁场指向观察者时，为左旋圆偏振光； M 1 时，偏振方向是沿磁 场指向观察者时，为右旋圆偏振光，如图 5 所示
光源
π σ
横效应
σ σ+
纵效应
图
塞曼效应实验的观察
~ 光谱线的间线（上下能级自旋量子数 S 0 ，即单重态间的跃迁）在磁场作用下，把原波数为 ~ ~ ~ ~ ~ 的一条谱线分裂成波数为 ， ， 的三条谱线，中间的一条为 成份，分裂的两 为 成份，谱线间隔为一个洛仑兹单位。对于双重态以上的谱线将分裂成更多条的谱线。前者称 为正常塞曼效应，后者称为反常塞曼效应。
塞曼效应实验预习报告
院（系）名称 专业名称 实验课程名称 实验项目名称 物理系 物理教育 班 别 姓名 学号 近代物理实验 塞曼效应
内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验预习中的问题探讨
一、实验目的
1.研究汞光谱的塞曼分裂现象，计算汞光谱的塞曼分裂裂距以及电子的荷质比，证实原子具有磁 矩与空间取向量子化，进一步理解光的电磁理论 2.了解调节光学元件接近平行的方法，理解法布里—珀罗标准具的干涉原理并掌握其调整方法。
g
1 J ( J 1) S ( S 1) L( L 1) 2 J ( J 1)
由于 J 一定时， M J , J 1,, J ，所以由式（14）和（15）可知，原子在外磁场中，每个能 级都分裂为 2 J 1 个子能级。相邻子能级的间隔为
g
eh B g B B 4m
h ( E2 E2 ) ( E1 E1 ) h (M 2 g2 M1 g1 )B B
分裂后的谱线与原谱线的频率差为：
( M 2 g 2 M 1 g1 )
换以波数表示
e B 4m e B ( M 2 g 2 M 1 g1 ) L 4mc
4
2
2
其中 d 为标准具常数
1.法布里-珀罗标准具等光学元件应避免沾染灰尘、污垢和油脂，还应该避免在潮湿、过冷、过 热和酸碱性蒸汽环境中存放和使用； 2. 光学零件的表面上如有灰尘可以用橡皮吹气球吹去。如表面有污渍可以用脱脂、清洁棉花球 蘸酒精、乙醚混合液轻轻擦拭； 3.电磁铁在完成实验后应及时切断电源，以避免长时间工作使线圈积聚热量过多而破坏稳定性； 汞灯放进磁隙中时，应该注意避免灯管接触磁头； 测量中心磁场磁感应强度时，应注意探头在同一实验中不同次测量时放置于同一位置，以使测量 更加准确、稳定； 4.笔型汞灯工作时会辐射出紫外线，所以操作实验时不宜长时间眼睛直视灯光；另外，应经常 保持灯管发光区的清洁，发现有污渍应及时用酒精或丙酮擦洗干净； 5.汞灯工作时需要 1500V 电压，所以在打开汞灯电源后，不应接触后面板汞灯接线柱，以免对 人造成伤害； 6.因为法拉第效应实验和塞曼效应要求尽量减小外界光的影响，所以实验时最好在暗室内完成， 以使实验现象更加明显，实验数据更加准确； 7.主机正面板上的励磁电源故障灯是指示电源过热工作，此时，由于内置传感器的作用，机箱 内的风扇会自动启动，以加快空气流通，降低内部热量，此时最好关掉电源，过一段时间，再开 启励磁电源； 8.在完成法拉第效应实验过程中，注意不可以将眼睛正对激光光源，以免对眼睛造成伤害； 9.不要把 CCD 摄像机暴露在日光直射、雨天或者灰尘大的恶劣环境中（选配件） ； 10.严禁用手直接清洁 CCD 感光器，必要时可以用软布浸上酒精擦洗（选配件） ； 11.使用 CCD 摄像机时，注意轻拿轻放，避免强烈震动或跌落（选配件） 四、预习思考题 1. 理论上（F—P）标准具两相对反射面距离处处相等，实验中往往不相等。如何判断两反射问 题是否处处相等？如果不相等如何判断哪边 d 大，哪边 d 小？ 2、为什么改变磁感应强度 B，会看到相邻两级谱线的重叠，且是不同的重叠情况。 3、为什么要强调磁场方向与观察方向的关系？ ， 所对应的圆偏振光类型与磁场方向关系。
2
λ
θ
图
标准具光路
塞曼分裂的波长差是很小的，因此需要高分辨率的分光仪器，实验中一般采用法布里－珀罗标 准具（即 F-P 标准具）来分光，它的理论分辨率可以达到 10 ~ 10
5 7
法布里－珀罗标准具是由两块平面玻璃板中间夹有一个间隔圈组成的。玻璃板的内表面镀有高 反射膜。间隔圈用膨胀系数很小的材料加工成一定的厚度（我们采用的是 2 mm 的间隔圈） ，以保 证两玻璃板的距离不变，在用三个调节螺丝调节玻璃上的压力来达到精确平行，光路如图 6 所示 法布里－珀罗标准具是多光束干涉装置，一束光以 角射入标准具后，这束光可以在标准具的 两玻璃板内表面之间进行多次反射和透射，透射平行光束经透镜 L 会聚在它的焦平面上产生干 涉，设两玻璃板内平面间距为 d ，在空气中折射率近似为 n 1 ，入射角为 ，则相邻两光束的 光程差 2d cos ，形成亮条纹的条件为 2d cos k 式中 k 为正整数，表示干涉条纹级次。由式（17）可以看出，满足同一角 的光线，在屏上显
~ ~ ~ 1 Db Da 1 Dba ab b a 2d Dk 1 2 Dk 2 2d D 2
2
2
2
3
~ ~ ~ 1 Dc Db 1 Dcb cb c b 2d Dk 1 2 Dk 2 2d D 2
三、实验注意事项
2
24
其中，相邻子能级的间隔式中的玻尔磁子 B 9.2741 10
J T
设频率为 的光谱线是由原子的上能级 E 2 跃迁到下能级 E1 所产生，由此，谱线的频率同能级有 如下关系： h E2 E1
1
在外磁场作用下，上下两能级各获得附加能量 E2 ， E1 ，因此，每个能级各分裂 (2 J 2 1) 个 和 2( J 1 1) 个子能级。这样上下两个子能级之间的跃迁，将发出频率为 的谱线，并有