现代物理试验

实验一塞曼效应塞曼效应实验是近代物理中的一个重要实验，它证实了原子具有磁矩和空间量子 化，可由实验结果确定有关原子能级的几个量子数如M, J和g因子的值，有力地证明 了电子自旋理论，各高等院校都普遍开

实验一塞曼效应 塞曼效应实验是近代物理中的一个重要实验，它证实了原子具有磁矩和空间量子化，可由实验结果确 M,Jg 定有关原子能级的几个量子数如和因子的值，有力地证明了电子自旋理论，各高等院校都普遍开设 了此实验。 CCD 传统的塞曼效应实验手段，例如照相干版法，目镜观测法，摄像头观测法等，都有其难以克服的 CCD 局限性：面阵（摄像头+图像卡）在观测上的引入在一定程度上缓解了上述矛盾，但它的空间分辨率较 1/256（8 低，幅度分辨率只有位量化），因而图像粗糙，实验精度较低，并且操作上还需要定圆心，人为 CCD 修正等烦锁的操作。由此，我们推岀了线阵的解决方案，利用分裂圆环的光强分布曲线来显示和测量 塞曼效应，甚至可同屏显示分裂前、龙光和b光曲线，不仅物理内涵丰富，也更易学生理解和掌握，同 CCD124096 时，线阵微米级的空间分辨率、位量化级的幅度分辨率，使实验精度大为提高，操作上也无 需定圆心，人为修正等处理。 本实验由硬件和软件（祥看说明书）两部分组成。 CCD 本套仪器的硬件部分主要由三个部分组成：采集盒、计算机数据釆集盒和成像透镜部分。 1 各部分连接示意图图如 ZM2000A 1 图仪器的硬件部分组成 1. CCDCCD 采集盒的核心器件是…个数千像元的线阵，它可以将照射在其上的光强信号转化为模拟电信 CCDCCD 号，实时送往计算机数据采集盒。每一个线阵具体的指标参数，请详见其采集盒上的铭 牌。 2. CCD12A/D4096 计算机数据采集盒将由采集盒送来的光强模拟电信号经位转换后量化为级数字信 ZEEMANUSB 号，交给软件处理。它通过接口与计算机相连。 3. CCD 成像透镜部分由遮光罩和成像透镜组成。前端仪器产生的光信号经过成像透镜会聚，在线阵上产 生实像，从而进行光/电变换。 一、实验目的 1. 掌握塞曼效应理论，确定能级的量子数与朗德因子，绘出跃迁的能级图； 2. 掌握法布里-珀罗标准具的原理及使用； 3. 熟练掌握光路的调节： 4. CCD 了解线阵器件的原理和应用。 5. 由塞曼裂距计算电子的荷质比。 二、实验原理 （1） 处于电磁场中的发光体，光谱线发生分裂的现象称为塞曼效应，其原理如下：原子中的电子一方面绕 核作轨道运动（用角动量花表示），一方面本身作自旋运动（用角动量代表示），将分别产生轨道磁矩与自 “s 旋磁矩，它们与角动量的关系是: