荷兰物理学家塞曼于1896年发现.pptVIP

08300720399 陈思名 实验简介 荷兰物理学家塞曼于1896年发现：把光源放在足够强的磁场中，原来的一条光谱线分裂为几条偏振的子谱线，分裂的条数随能级的类别而不同，这种现象称为塞曼效应。 塞曼效应的发现是对光的电磁理论的有力支持，证实了原子具有磁矩和空间取向量子化，同时有力地证明了电子自旋假设是正确的，能级的分裂是由于电子的轨道磁矩和自旋磁矩相互作用的结果。 实验装置 当观察者的眼睛上下左右移动时，若F—P标准具两个内表面是严格平行的，则干涉环的大小应不随眼睛的移动而变化。 将偏振片放置在会聚透 镜与滤波片之间，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标准具与成像透镜之间清晰度最差。 使观测到的等倾干涉同心圆环的中心在视场中央，每一圆环的圆周处处清晰明亮，不出现某侧清晰另侧模糊的情况。 实验结果 细度F的计算 第一个峰：0.480V / 2.877V 第二个峰：1.155V / 2.868V 背景光强：0.920V 半高处：1.896V 半高处数据点： 0.466V、0.501V F=19.2815符合要求 实验结果 横向观察时的π谱线 横向观察时的σ谱线 纵向观察 塞曼效应分析软件所得数据 对谱线偏振性的解释 角动量守恒定律 原子跃迁的选择定则 对谱线偏振性的解释 光子的自旋角动量与光矢量的转动成右手螺 旋关系 光子自旋角动量与传播方向共同决定偏振性 对σ光偏振的解释 当△M=+1时 若光沿B传播，则v与Psz夹角为0，观察到左旋圆偏振光，即纵效应中的σ+光。 若光垂直B传播，则v与Psz夹角为π/2，观察到线偏振光，即横效应中的σ+光。 当△M= -1时 若光沿B传播，则v与Psz夹角为π，观察到右旋圆偏振光，即纵效应中的σ- 光。 若光垂直B传播，则v与Psz夹角为π/2，观察到线偏振光，即横效应中的σ- 光。 对π光偏振性的解释 π光子的自旋角动量垂直于B 垂直于B观察时，可观察到椭圆振动，椭圆长轴沿z轴。 假设迎着y轴观察，椭圆振动： 当θ=0,π时，椭圆→圆 当θ=π/2,3π/2时，椭圆→线 对π光偏振性的解释 π光子的自旋角动量垂直于B 迎着B观察，Psxy与v夹角π/2，可观察到光矢量在xy平面内的线偏振光，x、y方向的分量为： 感谢每一位老师的指导！ 感谢阎蓓蓓同学的合作！