光磁共振实验中扫场及水平场取值关系的探讨.pdfVIP

第31卷第8期 大学物理 V01．3lNo．8 2012年8月 COLLEGEPHYSICS Aug．2012 光磁共振实验中扫场及水平场取值关系的探讨 池水莲，林 斌，谢汇章 (华南理工大学理学院物理系，广东广州510640) 摘要：在光磁共振实验中，常常有抽运信号与共振信号同时存在的情况，这严重影响到实验的观察和测量．本文利用扫场 及水平场大小对抽运信号的影响，通过理论分析和实验测量得到抽运和共振信号不同时存在时扫场和水平场的取值关系．从 而有效避免抽运信号对共振信号的干扰，以及对总磁场方向误判的情况，保证了实验的顺利进行和准确测量． 关键词：光磁共振；抽运信号；共振信号；扫场；水平场 中图分类号：04-41 文献标识码：A 文章编号：1000—0712(2012)08-0029—03 光磁共振实验是近代物理实验中的重要实验， 发生简并及再分裂，出现光抽运信号‘41． 它包含了光学，电磁学和电子学等方面的知识，实验 经过光抽运，核磁矩不为零的原子产生超精细 内容丰富，实验原理和现象复杂．在光磁共振实验 结构能级塞曼分裂，若垂直于磁场及光传播方向施 中，常常有抽运信号与共振信号同时存在的情况，这 加一频率为矽的射频振荡磁场，则原子在塞曼子能 严重影响到实验的观察和测量． 级间发生共振跃迁的条件为 对于抽运与共振信号同时存在的情况，虽然可 hr,=gduBB (1) 通过断开射频电源看信号是否存在来辨别抽运与共 其中h为普朗克常量，g，为朗德因子，肛。为玻尔磁 振信号¨]，但这会降低实验效率，尤其当两信号的 子，曰为样品处的总磁场大小¨1． 位置非常接近时，抽运信号的干扰增加了共振信号 在保证地磁场的垂直分量被完全抵消且实验 观察和判断的难度，影响实验的准确测量．关于如何 仪的方向与地磁场的水平分量方向相同的前提 避免抽运信号与共振信号同时存在的问题有诸多论 下．用三角波扫场观察共振信号时，若扫场取值太 述：如用三角波扫场的直流分量抵消地磁场的水平 大使得水平方向总的稳恒磁场小于三角波扫场峰 分量，从而使抽运信号和共振信号分开而容易判 峰值的一半，此时，水平方向总的三角波磁场与零 断旧1，但这种方法以三角波波峰和波谷的中问点为 轴相交，则调节射频频率，有抽运信号与共振信号 共振位置，定位准确度不高，且实验过程中仍有抽运 同时存在的情况．因此，为了避免抽运信号对共振 与共振信号同时存在的情况；又如通过计算得到抽 信号的干扰，要求水平方向总的稳恒磁场大于三 运和共振信号不同时存在时扫场和水平场的取值范 角波扫场峰峰值的一半，使水平方向总的三角波 围。3。，这种方法需要测量不同扫场幅度的共振频 磁场脱离零轴¨。． 率、地磁场的水平分量及扫场的直流分量等，计算繁 琐．本文利用扫场及水平场大小对抽运信号的影响， 实验中所用的三角波扫场信号