塞曼效应试验改进.PPT

塞曼效应实验改进 0530077 吴瑾艳 摘要：关于塞曼效应实验的一些思考和实验过程中的改进方案 关键词：塞曼效应 调整 改进 实验背景 19世纪伟大的物理学家法拉第研究电磁场对光的影响，发现了磁场能改变偏振光的偏振方向。1896年荷兰物理学家塞曼（Pieter Zeeman）根据法拉第的想法，探测磁场对谱线的影响，发现钠双线在磁场中的分裂。 洛仑兹跟据经典电子论解释了分裂为三条的正常塞曼效应。由于研究这个效应，塞曼和洛仑兹共同获得了1902年的诺贝尔物理学奖。他们这一重要研究成就，有力的支持了光的电磁理论，使我们对物质的光谱、原子和分子的结构有了更多的了解。至今塞曼效应仍是研究能级结构的重要方法之一。 改进方案 1、光学元件共轴 2、F-P标准具的调节 3、偏振片位置 4、数据处理 光学元件共轴 目前，实验室的设备只允许学生用目测的方式使光学元件共轴。但因为器件较多，很容易在实验过程中由于一时疏忽而导致原本大致共轴的光学元件偏离轴心，从而导致前后结果不一致。并且，目测导致误差较大，影响实验质量。 实验装置中，F-P标准具和除光源外的其他光学元件固定于同一支架上，但调节过程中，很容易移动。应使F-P标准具与笔形汞灯及其他光学元件置于同一面板上，使用标尺或螺丝等来确定整个支架的位置。汞灯为柱型，不存在对准的问题，而透镜和偏正片都是圆形镜片且大小相等，对准时保证其中心与F-P标准具处于同一位置，待其位置都确定后，观察干涉同心圆环（此时不需使用小孔光阑或毛玻璃片），保证圆环的中心在视场中央，每一圆环的圆周出处清晰明亮，不出现某侧清晰另侧模糊的情况。调节即完成。 F-P标准具的调节 用毛玻璃片可以观察到一组同心干涉圆环，如果发现某个方向的干涉圆环从中心处向外扩大，这表明两镜面在此方向上的间距偏大，应顺时针方向转动这个方向上的弹簧压紧螺丝，缩小次方向上的间距；反之，则逆时针方向上转动次方向上的弹簧压紧螺丝。左右处各有一个弹簧，可以双向调节；而上下方向上，只有上方有一个弹簧，上下方向的调节只可由此弹簧调节。 偏振片位置 观察加了磁场后分列子谱线的偏振性，必须使用偏振片。原则上，偏振片所放的位置不会影响观测效果。但是，偏正片由于制造技术的原因，偏正片的偏振膜片本身具有不均匀性，使得透过偏振片的光具有不均匀性，这种不均匀性队干涉条纹强度起了强调作用，即各束平行光通过偏振片不同处会产生不同的附加位相差，透过偏振片的多束之前就不会产生所预想的干涉现象，干涉条纹的清晰度受到影响。实践证明：将偏振片防止在会聚透镜与滤波片（组合到F-P标准具前端）之间，干涉条纹清晰度最好，置于光源与会聚透镜之间清晰度较差，置于F-P标准具与测量望远镜之间清晰度较差。实验室中的偏振片位置位于光源与会聚透镜之间，导致实验效果较差。 数据处理 谢谢！！ * * *