实验名称:塞曼(P.Zeeman)效应、电子荷质比E/M的测定(第2页)
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(5)
根据板的色散(角色散)就在于对不同波长的干涉最大值彼此相对地移动了某一角度,的大小由波长的差值而定,假如波长的差值为,则和所对应的干涉最大值将有一相对角位移。
当加入外磁场时,引起光谱线的分裂,因而干涉的最大值也将按(8)式而分裂,假定以君(以安装在同镜中的测微尺的分度单位计算)表示此干涉最大值分裂的线性大小,而用L表示此最大值和邻近最大值的线性距离,因为线量的比值等于角量的比值,则有:
将(2)式代入即得:
(6)
t、n是己知的l、L、H可以从实验中测得,因此利用(6)式可以求得。
实验内容 :
练习一:的测定
1、如图3安排好仪器和产生强力磁场的
电磁铁电路。
2.以氖放电管(或水银、钠、镉等放电管)为光源(注意:光源架最好用非铁磁架,以免为磁极所吸,损坏光源),放在磁极的正中,用一个光孔(大小约1~2厘米)把从磁极正中发出的那一部分光引出通过聚光透镜L聚焦在平行光管P的垂直狭缝A上,在没有放上陆末板时,在望远镜T的视场中将看到一系列的直立光谱线;这时候把要测量的单重线(比如氖的5852),通过定偏分光镜的波长转调到视场中央,放上陆末板以后看到的将是如图的干涉图样,(图只画出一种波长的一套图样)如果这时候看不到干涉图样或若看到的不够好,可以通过陆末板的底座螺丝,变更板的前后倾斜度(注意!千万勿使倾斜度太大以致板翻下来!),使干涉图样最清楚。
3、的测量:从磁场H=0开始,慢慢增大磁场(可以增加通过电磁铁线圈的电流)可以看到某一级的亮纹由细变粗,随着磁场H的增大,一条变成三条,这三条以中央一条不动逐渐向两旁分开,到后来分出来的两条终于和原来两旁不动的两条相重,这表示磁场足够大(大到使得l= L)使得k级分裂出来的亮纹跑到和(k士1)级的原来亮纹相重了。对于不同的H(从H=0开始,至少取三点,一直到H使得l=L时为止),从目镜测微尺上读出l和L(要的是l和L的比值,所以单位可以任意),同时读下相应于该磁场强度时通过电磁铁线圈的电流。
4、磁感应强度的测量:可以用冲击电流计,也可以用磁通计或高斯计直接测量,磁通计是特别设计的使它适用测量磁感应强度的冲击电流计,其构造和冲击电流计略有不同。测量时,先将外加探测线圈和磁通计的标准线圈联接成一闭合回路,然后将探测线圈放在待测的电磁铁两极正中。接通或切断电磁线圈的磁化电流,这时通过探测线圈的磁感应通量将自零增加到,磁通量变化将产生感应电流,这感应电流同时流过磁通计的标准线圈,使标准线圈产生偏转,根据磁通计构造原理可以推知,设探测线圈回路的面积为S,匝数为N,则。
练习二:光谱线偏振性质的研究
1、同练习一装置,检查各光谱线的偏振性质,在横向效应中,偏振的分析仅须应用一个检偏器(尼科耳棱镜)这检偏器装置在观察望远镜T的物镜的光线进出口处。
2、如果要分析纵向效应中的偏振,必须在光路中检偏器的前方再放进一个波片,波片和检偏器中以分别安装在观察望远镜T的物镜和目镜的光线进出口处。
将所观察到的现象加以解释并分析所得结果是否和理论符合。
实验数据表格及数据处理:
厚度t= cm,折射率n= ,电子荷质比:=5.28*1017(esu/g)
1、H~I较正表
I(A)00.20.40.60.811.21.41.61.82
B(GS)1
B(GS)2
B(GS)3
B(GS)平均
B=8460.4*I
2、关系表(H= B)
l/L1/62/63/64/65/6
I1
I2
I3
I平均
H
电子的荷质比为:
与标准值的比较得到误差为:
3、塞曼效应现象观察记录

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