Читать онлайн «Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Методические указания к курсу ''Атомная физика''»

Министерство Образования Российской Федерации Ростовский Государственный Университет Землянов А. П. Методические указания К курсу “Атомная физика” для студентов дневного и вечернего отделения физического факультета РГУ Атом в магнитном поле Эффект Зеемана Ростов – на – Дону 2003 г Печатается по решению методического семинара кафедры общей физики физического факультета РГУ Протокол № ___________ от ____________ 2003 г. Автор: Землянов А. П. – доцент кафедры  -2- Содержание Стр. I . Краткая теория эффекта Зеемана 3 II. Экспериментальная часть 8 1. Описание прибора 8 1. 1 Устройство и принцип работы прибора 8 1. 2 Управление источниками света 13 1. 3 Управление магнитом 14 1. 4 Фотоприёмники 14 2. Методические указания к применению 15 2. 1 Настройка установки 15 2. 2 Измерительные приборы 16 3. Нормальный эффект Зеемана 17 3. 1 Интерферометр Фабри – Перо 17 3. 2 Измерение расщеплений спектральных линий 19 3. 3 Эксперимент 19 4. Аномальный эффект Зеемана 21 5. Литература 22  -3- I. Краткая теория эффекта Зеемана Эффектом Зеемана называют расщепление энергетических уровней атома под действием магнитного поля. Следствием расщепления уровней является расщепление спектральных линий в атомных спектрах излучения и поглощения. Во внешнем → → магнитном поле B атом с магнитным моментом м приобретает дополнительную энергию. ⎛→ →⎞ ДE = −⎜ мJ B ⎟ = − мJBB (1) ⎝ ⎠ ⎛→ → ⎞ здесь мJB = мJ cos⎜ мJ B ⎟ - проекция магнитного момента на направление принятое за ⎝ ⎠ направление оси Z и её обычно обозначают мZ . В отличии от свободной частицы, для которой могло быть выбрано любое направление оси квантования, в данном случае имеется выделенное направление магнитного поля. Связь между механическим моментом и магнитным моментом даётся соотношением: → мJ → → → = гJ или мJ = г J J (2) J здесь гJ - гиромагнитное (магнитомеханическое) соотношение.