冉绍尔汤森效应实验
实验5-3 冉绍尔－汤森效应实验
作者：任学智 同组者：关希望 指导老师：周丽霞
一. 引言
1921年，德国物理学家冉绍尔（Carl Ramsauer ）用磁偏转法分离出单一速度的电子，对极低能量0.75～1.1eV 的电子在各种气体中的平均自由程做了研究。结果发现，氩气（Ar ）气中的平均自有程e 远大于经典力学的理论计算值。以后，他又把电子能量扩展到100eV 左右，发现Ar 原子对电子的弹性散射截面Q （与e λ成反比）随电子能量的减小而增大，在10eV 左右达到极大值，而后又随着电子能量的减小而减小。
1922年，现代气体放电理论的奠基人、英国物理学家汤森（J.S.Townsend ）和贝利（Bailey ）也发现了类似的现象。进一步的研究表明，无论哪种气体原子的弹性散射截面（或电子平均自由程），在低能区都与碰撞电子的能量（或运动速度v ）明显相关，而且类似的原子具有相似的行为，这就是著名的冉绍尔-汤森效应。
冉绍尔-汤森效应在当时是无法解释的。因为经典的气体分子运动论把电子看成质点，把气体原子看成刚性小球，它们之间碰撞的散射截面仅决定于原子的尺寸，电子的平均自由程也仅决定于气体原子大小及其密度 n ，都与电子的运动速度无关。不久，在德布罗意波粒二相性假设（1924年）和量子力学理论（1925～1928年）建立后，人们认识到，电子与原子的碰撞实际上是入射电子波在原子势场中的散射，是一种量子效应，以上实验事实才得到了圆满的理论解释。
冉绍尔-汤森效应是量子力学理论极好的实验例证，通过该实验，可以了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量原子散射截面的方法，测量低能电子与气体原子的散射几率以及有效弹性散射截面与电子速度的关系。
本实验的目的主要有：了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量的原子散射截面的方法；测量低能电子与气体原子的散射几率Ps 与电子速度的关系；测量气体原子的有效弹性散射截面Q 与电子速度的关系，测定散射截面最小时的电子能量；验证冉绍尔-汤森效应，并学习用量子力学理论加以解释。
二. 实验原理
1.理论原理
冉绍尔在研究极低能量电子（0.75eV —1.1eV ）的平均自由程时，发现氩气中电子自由程比用气体分子运动论计算出来的数值大得多。后来，把电子的能量扩展到一个较宽的范围内进行观察，发现氩原子对电子的弹性散射总有效截面Q 随着电子能量的减小而增大，约在10eV 附近达到一个极大值，而后开始下降，当电子能量逐渐减小到1eV 左右时，有效散射截面Q 出现一个极小值。也就是说，对于能量为1eV 左右的电子，氩气竟好像是透明的。电子能量小于1eV 以后Q 再度增大。此后，冉绍尔又对各种气体进行了测量，发现无论哪种气体的总有效散射截面都和碰撞电子的速度有关。并且，结构上类似的气体原子或分子，它们的总有效散射截面对电子速度的关系曲线V F Q =（V 为加速电压值）具有相同的形状，称为冉绍尔曲线。图B8-1为氙（Xe ），氪（Ke ），氩（Ar ）三种惰性气体的冉绍尔曲线。图中横坐标是与电子速度成正比的加速电压平方根值，纵坐标是散射截面Q 值，这里采用原子单位，其中a 0为原子的玻尔半径。图中右方的横线表示用气体分子运动论计算出的Q 值。显然，用两个钢球相碰撞的模型来描述电子与原子之间的相互作用是无法解释冉绍尔效应的，因为这种模型得出的散射截面与电子能量无关。要解释冉绍尔效应需要用到粒子的波动性质，即把电子与原子的碰撞看成是入射粒子在原子势场中的散射，其散射程度用总散射截面来表示。
图B8-1 Xe、Kr、H气体对电子的散射截面
2．测量原理
测量气体原子对电子的总散射截面的方法很多，装置也各式各样。如图B8-2所示，为充氙电子碰撞管的结构示意图，管子的屏极S(Shield)为盒状结构，中间由一片开有矩形孔的隔板把它分成左右两个区域。左面区域的一端装有圆柱形旁热式氧化物阴极K(Kathode),内有螺旋式灯丝H(Heater)，阴极与屏极隔板之间有一个通道式栅极G（Grade），右面区域是等电位区，通过屏极隔离板孔的电子与氙原子在这一区域进行弹性碰撞，该区内的板极P（Plate）收集未能被散射的透射电子。
图B8-2 充Xe电子碰撞管示意图
图B8-3 测量气体原子总散射截面的原理图
图B8-3为测量气体原子总散射截面的原理图，当灯丝加热后，就有电子自阴极逸出，设阴极电流为I K，电子在加速电压的作用下，有一部分电子在到达栅极之前，被屏极接收，形成电流I S1；有一部分穿越屏极上的矩形孔，形成电流I0，由于屏极上的矩形孔与板极P之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就以恒速运动，受到气体原子散射的电子则到达屏极，形成散射电流I S2；而未受到散射的电子则到达板极P，形成板流I P,因此有
10S K I I I +=
(B8-1) 21S S S I I I += (B8-2) 20S P I I I +=
(B8-3)
电子在等势区内的散射概率为
1I I P P
S -
= (B8-4)
可见，只要分别测量出I P 和I 0即可以求得散射几率。从上面论述可知，I P 可以直接测得，至于I 0则需要用间接的方法测定。由于阴极电流I K 分成两部分I S1和I 0，它们不仅与I K 成比例，而且他们之间也有一定的比例关系，这一比值称为几何因子f ，即有
1
S I I f =
(B8-5)
几何因子f 是由电极间相对张角及空间电荷效应所决定，即f 与管子的几何结构及所用的加速电压、阴极电流有关。将式(B8-5)带入(B8-4)式得到
????
?
?++-=-
=f I I I I I f P S P P
S P S 111111 (B8-6)
为了测量几何因子f ，我们把电子碰撞管的管端部分浸入温度为77K 的液氮中，这时，管内掉气体
冻结，在这种低温状态下，气体原子的密度很小，对电子的散射可以忽略不计，几何因子f 就等于
这时的板流I P *与屏流I S *
之比，即
**S
P
I I f =
(B8-7)
如果这时阴极电流和加速电压保持与式(B8-4)和(B8-5)时的相同，那么上式中f 的值与式(B8-6)中的相等，因此有
*
*11P
S
S P S I I I I P -= (B8-8)
由式(B8-2)和式(B8-3)得到
01I I I I S P S +=+
(B8-9)
由式(B8-5)和式(B8-7)得到
**
10S
P
S I I I I =
(B8-10)
再根据式(B8-9)和(B8-10)得到
P
S P S S S I I I I I I ++=*
*1)
( (B8-11)
将上式代入式(B8-8)得到
P
S P
S P P S I I I I I I P ++-=***
1 (B8-12)
式(B8-12)就是我们实验中最终用来测量散射几率的公式。 电子总有效散射截面Q 和散射几率有如下的简单关系
)exp(1QL P S --=
(B8-13)
式中L 为屏极隔离板矩形孔到板极之间的距离。由（22）式和（23）式可以得到
)
()
(ln *
**P S P P S P I I I I I I QL ++= (B8-13)
因为L 为一个常数，所以做)
()(*
**
ln P S P
P S P I I I I I I ++和c E 的关系曲线，即可以得到电子总有效散射截面
与电子速度的关系。
三. 实验仪器和实验内容
1.实验仪器
冉绍尔－汤森效应实验仪主机两台（一台为电源组，另一台是微电流计和交流测量装置），电子碰撞管（包括管固定支架），低温容器（盛放液氮用，液氮温度77K ），一台双踪示波器。 2.实验内容
仪器连接如图B8-4所示。
图B8-4 冉绍尔－汤森实验直流测量仪器连接图
A ．按照图B8-4所示的仪器连接图，将两台冉绍尔－汤森效应实验仪主机和电子碰撞管相连。
B ．首先打开冉绍尔－汤森效应实验仪微电流计主机，打开电源组主机电源开头，将灯丝电压E f 调至2.63V ，直流加速电压E a 调至0.20V ，补偿电压E c 调至0.34V 。这里加速电压有一个初始值E a 0
=0.20V ，用来补偿热电子的初速度和K 、S 间的接触电势差。
C ．从0.20－9.00V 逐渐增加加速电压E a ，列表记录每一点对应的电流I c
（即I P ）和I S 的大小（2.00V 以下每隔0.10V 记录一次数据，2.00V-3.00V 可以每隔0.20V 测量，以后每隔0.50V 测量，见表B8-1）。根据公式(B8-6)做0
a a S E E P --的关系图，测量低能电子与气体原子的散射几率P S 随电子能量变
化的关系。
D ．画出
E f =2.63V 下几何因子f 随加速电压0
a a E E -的变化曲线，分析两者的关系。 E ．利用前面计算出的P S 值，测量E f =2.00V 下的I P 和I S 并计算几何因子f 随加速电压0
a
a E E -的变化，画出曲线，并与E f =2.63V 下的f 比较。
四. 结果与讨论
1.数据记录与处理结果数据如下所示
表1室温下测量加速电压与板极电压、栅极电压的关系
由公式**S P I I f =计算几何因子，由公式P
S P
S P P S I I I I I I P ++-=*
**1计算散射几率。由公式
)
()
(ln *
**
P S P P S P I I I I I I QL ++= 计算散射截面Q ，其中L=3.5mm ，整个表格的计算均用excel 表格计算处理。使用excel 计算
1中，直接使用excel 计算并用origin 作图），用origin 软件做
s P f -e
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
e
p 1
f
图1/s P f 关系曲线0.34c E V
=
图2/s P f - 关系曲线此时0.50c E V
=
0.4
0.50.60.70.80.91.0P
e
图3 不同补偿电压下的散射几率比较
由图像可知：低能电子与气体原子碰撞时的散射几率随着电子能量的增加先减小后增大，之后再减小，在加速电压为1eV 左右时，散射几率达到一个极小值，之后散射几率数值增大，当加速电压为7eV 左右时，散射几率达到一个极大值，之后缓慢减小。不同补偿电压下的散射几率Ps 随（Ea-Ea^0）^1/2的变化趋势大体相同，当加速电压小于1eV 时，补偿电压为0.5V 的电子的散射几率小于补偿电压为0.34V 的电子，当加速电压大于1eV 时，不同补偿电压下，电子的散射几率大体相同，曲线基本重合。而几何因子f 随（Ea-Ea^0）^1/2的增大而不断减小。
根据横坐标的值可以计算其加速电压进一步求得电子的能量。图一中最低点的横坐标X=1.054，则有低能电子散射几率最小时对应的的电子能量值为
219191.610 1.054 1.686410E ex J
--==??=?。
图二中最低点的横坐标X=0.996，则有
219191.6100.996 1.593610E ex J
--==??=?。
五. 思考题
1、影响电子实际加速电压值的因素有哪些？有什么修正方法？
答：影响电子实际加速电压值的因素包括外界电场以及磁场、灯丝电压以及反射电压还有电子在加速场中和气体分子的碰撞等等。
E
为弥补上述影响因素对电子的影响，增加了一个补偿电压c
2、仪器选用的电子碰撞管灯丝的正常工作电压为6.3V，实验中应该降压使用，例如2V或者3V，为什么？
答：实验中电子碰撞管灯丝正常使用时，自由电子获得的初速度较大，在与气体原子发生碰撞散射时，更多的自由电子能通过，而不是被散射，实验需要研究的是散射几率与电子能量的关系，这就需要自由电子的初速度小，通过改变加速电压的值来改变自由电子的能量，来研究两者之间的关系。
3、屏极隔板小孔以及板极的大小对散射概率和弹性散射截面的测量有何影响？
答：屏极隔板小孔越大，则可以穿过屏极隔板的电子数目越多，相对的被吸收的电子数目就会减少，则此时f值会增大，弹性散射概率会相应减小（从实验中数据可以看出，f越大，Ps越小）弹性散射界面会相应增大。反之，Ps增大，Q减小。板极越大，Is1导致f减小，则Ps会相应减小，Q变大。
注意事项：由于实验条件所限，没有低温环境，因此，本实验忽略低温测量，即不需要测量I P*和I S*，讲义中直接给出E f=2.63V和各E a下的值。
六. 总结
实验讨论了弹性散射概率以及几何因子随着碰撞电子的动能的变化关系。由实验数据可以看出，随着电子动能的增大，散射概率会随之减小，当其动能为1ev时会散射概率会出现极小值，即讲义中所说的真空状态，之后散射概率随着电子动能的增大而增大。冉绍尔—汤森效应是量子力学理论实验例证，通过该实验，我们可以了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量原子散射截面的方法，测量低能电子与气体原子的散射几率以及有效弹性散射截面与电子速度的关系。要解释冉绍尔效应需要用到粒子的波动性质，即把电子与原子的碰撞看成是入射粒子在原子势场中的散射，其散射程度用总散射截面来表示。本实验设计原是用液氮对碰撞管冷却，但实验室中无法实时提供液氮，数据可能会有一定的偏差。
原始数据记录表
冉绍尔汤森效应实验
实验5-3 冉绍尔－汤森效应实验 作者：任学智 同组者：关希望 指导老师：周丽霞 一. 引言 1921年，德国物理学家冉绍尔（Carl Ramsauer ）用磁偏转法分离出单一速度的电子，对极低能量0.75～1.1eV 的电子在各种气体中的平均自由程做了研究。结果发现，氩气（Ar ）气中的平均自有程e λ远大于经典力学的理论计算值。以后，他又把电子能量扩展到100eV 左右，发现Ar 原子对电子的弹性散射截面Q （与e λ成反比）随电子能量的减小而增大，在10eV 左右达到极大值，而后又随着电子能量的减小而减小。 1922年，现代气体放电理论的奠基人、英国物理学家汤森（J.S.Townsend ）和贝利（Bailey ）也发现了类似的现象。进一步的研究表明，无论哪种气体原子的弹性散射截面（或电子平均自由程），在低能区都与碰撞电子的能量（或运动速度v ）明显相关，而且类似的原子具有相似的行为，这就是著名的冉绍尔-汤森效应。 冉绍尔-汤森效应在当时是无法解释的。因为经典的气体分子运动论把电子看成质点，把气体原子看成刚性小球，它们之间碰撞的散射截面仅决定于原子的尺寸，电子的平均自由程也仅决定于气体原子大小及其密度 n ，都与电子的运动速度无关。不久，在德布罗意波粒二相性假设（1924年）和量子力学理论（1925～1928年）建立后，人们认识到，电子与原子的碰撞实际上是入射电子波在原子势场中的散射，是一种量子效应，以上实验事实才得到了圆满的理论解释。 冉绍尔-汤森效应是量子力学理论极好的实验例证，通过该实验，可以了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量原子散射截面的方法，测量低能电子与气体原子的散射几率以及有效弹性散射截面与电子速度的关系。 本实验的目的主要有：了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的碰撞规则和测量的原子散射截面的方法；测量低能电子与气体原子的散射几率Ps 与电子速度的关系；测量气体原子的有效弹性散射截面Q 与电子速度的关系，测定散射截面最小时的电子能量；验证冉绍尔-汤森效应，并学习用量子力学理论加以解释。 二. 实验原理 1.理论原理 冉绍尔在研究极低能量电子（0.75eV —1.1eV ）的平均自由程时，发现氩气中电子自由程比用气体分子运动论计算出来的数值大得多。后来，把电子的能量扩展到一个较宽的围进行观察，发现氩原子对电子的弹性散射总有效截面Q 随着电子能量的减小而增大，约在10eV 附近达到一个极大值，而后开始下降，当电子能量逐渐减小到1eV 左右时，有效散射截面Q 出现一个极小值。也就是说，对于能量为1eV 左右的电子，氩气竟好像是透明的。电子能量小于1eV 以后Q 再度增大。此后，冉绍尔又对各种气体进行了测量，发现无论哪种气体的总有效散射截面都和碰撞电子的速度有关。并且，结构上类似的气体原子或分子，它们的总有效散射截面对电子速度的关系曲线V F Q =（V 为加速电压值）具有相同的形状，称为冉绍尔曲线。图B8-1为氙（Xe ），氪（Ke ），氩（Ar ）三种惰性气体的冉绍尔曲线。图中横坐标是与电子速度成正比的加速电压平方根值，纵坐标是散射截面Q 值，这里采用原子单位，其中a 0为原子的玻尔半径。图中右方的横线表示用气体分子运动论计算出的Q 值。显然，用两个钢球相碰撞的模型来描述电子与原子之间的相互作用是无法解释冉绍尔效应的，因为这种模型得出的散射截面与电子能量无关。要解释冉绍尔效应需要用到粒子的波动性质，即把电子与原子的碰撞看成是入射粒子在原子势场中的散射，其散射程度用总散射截面来表示。
塞曼效应实验报告完整版
塞曼效应实验报告完整版 学生姓名: 学号: 5502210039 专业班级:应物101班 实验时间: 教师编号:T017 成绩: 塞曼效应 一、实验目的 1(观察塞曼效应现象，把实验结果与理论结果进行比较。 2(学习观测塞曼效应的实验方法。 3(计算电子核质比。 二、实验仪器 WPZ—?型塞曼效应实验仪 三、实验原理 塞曼效应:在外磁场作用下，由于原子磁矩与磁场相互作用，使原子能级 ,,产生分裂。垂直于磁场观察时，产生线偏振光(线和线);平行于磁场观察时，产生圆偏振光(左旋、右旋)。 按照半经典模型，质量为m，电量为的电子e绕原子核转动，因此，原子具B,E有一定的磁矩，它在外磁场中会获得一定的磁相互作用能，由于原子的磁,P矩与总角动量的关系为 JJ e,,gP (1) JJ2m 其中为朗德因子，与原子中所有电子德轨道和自旋角动量如何耦合成整g 个原子态的角动量密切相关。因此， e,,,,,,,,coscosEBgPB (2) JJ2m
,其中是磁矩与外加磁场的夹角。又由于电子角动量空间取向的量子化，这种磁相互作用能只能取有限个分立的值，且电子的磁矩与总角动量的方向相反，因此在外磁场方向上， h (3) ,,,,,cos,,1,,,？PMMJJJJ2, 学生姓名: 刘惠文学号: 5502210039 专业班级:应物101班实验时间: 教师编号:T017 成绩: heJhM,,式中是普朗克常量，是电子的总角动量，是磁量子数。设:，B4m,称为玻尔磁子，为未加磁场时原子的能量，则原子在外在磁场中的总能量为 E0 (4) EEEEMgB,，,,，,00B 由于朗德因子与原子中所有电子角动量的耦合有关，因此，不同的角动g LS,量耦合方式其表达式和数值完全不同。在耦合的情况下，设原子中电子轨道运动和自旋运动的总磁矩、总角动量及其量子数分别为、、和、、,P,PLLLSSS，它们的关系为 eeh,,,，(1),PLL (5) LL222mm, eeh,,,，(1),PSS (6) SS2mm, PPP,,设与和的夹角分别为和，根据矢量合成原理，只要将二者JLSLJSJ ,在方向的投影相加即可得到形如(1)式的总电子磁矩和总轨道角动量的关J 系: ,,,,,,，coscosJLLJSSJ ePP,，(cos2cos),,LLJSSJ2m 222222PPPPPP，,,，eJLSJLS (7) ,，(2)222mPPJJ 222PPP,，eJLSP,，(1)J2Pm22J
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中国石油大学近代物理实验实验报告成绩： 班级：应物11—4 姓名：辛拓同组者：武丁仓教师：亓鹏 冉绍尔—汤森效应实验 【实验目的】 1、了解电子碰撞管的设计原则，掌握电子与原子的的碰撞规则和测量的原子散射截面的方法。 2、测量低能电子与气体原子的散射几率Ps与电子速度的关系。 3、测量气体原子的有效弹性散射截面Q与电子速度的关系，测定散射截面最小时的电子能量。 4、验证冉绍尔—汤森效应，并学习用量子力学理论加以解释。 【实验原理】 1、理论原理 电子与原子的碰撞实际上市入射电子波在原子势场中的散射，是一种量子效应。冉绍尔在研究极低能量电子（0.75eV-1.1eV）的平均自由程时，发现氩气中电子自由程比用气体分子运动论计算出来的数值大得多。后来，把电子的能量扩展到一个较宽的范围内进行观察，发现氩原子对电子的弹性散射总有效截面Q随着电子能量的减小而增大，约在10eV附近达到一个极大值，而后开始下降，当电子能量逐渐减小到1eV左右时，有效散射截面Q出现一个极小值。也就说，对于能量为1eV左右的电子，氩气竟好像是透明的。电子能量小于1eV以后Q再度增大。此后，冉绍尔又对各种气体进行了测量，发现无论哪种气体的总有效散射截面都和碰撞电子的速度有关。并且，结构 V为加速电 压值）具有相同的形状，称为冉绍尔曲线。 2、测量原理 当灯丝加热后，就有电子自阴极逸出，设阴极电流为I k，电子在加速电压的作用下，有一部分电子在到达栅极之前，被屏板接收，形成电流I S1；有一部分穿越屏板上的矩形孔，形成电流I0，由于屏板上的矩形孔与板极P之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就以恒速运动，受到气体原子散射的电子到达屏板，形成散射电流I S2；而未受到散射的电子则到达板极P，形成板流I P，因此有 I k = I0+ I S1 I S = I S1 + I S2 I0 = I P + I S2 电子在等势区内的散射概率为 Ps=1?Ip/Io 可见，只要测量出I P和I0即可以求得散射几率。
塞曼效应实验报告
塞曼效应实验报告 一、实验目的与实验仪器 1. 实验目的 （1）学习观察塞曼效应的方法，通过塞曼效应测量磁感应强度的大小。 （2）学习一种测量电子荷质比的方法。 2.实验仪器 笔形汞灯+电磁铁装置，聚光透镜，偏振片，546nm滤光片，F-P标准具，标准具间距（d=2mm），成像物镜与测微目镜组合而成的测量望远镜。 二、实验原理 （要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式） 1.塞曼效应 （1）原子磁矩和角动量关系 用角动量来描述电子的轨道运动和自旋运动，原子中各电子轨道运动角动量的矢量和即原子的轨道角动量L，考虑L-S耦合（轨道-自旋耦合），原子的角动量J =L +S。量子力学理论给出各磁矩与角动量的关系： L = - L，L = S = - S，S = 由上式可知，原子总磁矩和总角动量不共线。则原子总磁矩在总角动量方向上的分量 为： J = g J，J = J L为表示原子的轨道角量子数，取值：0，1，2… S为原子的自旋角量子数，取值：0,1/2,1,3/2，2,5/2… J为原子的总角量子数，取值：0,1/2,1,3/2… 式中，g=1+为朗德因子。 （2）原子在外磁场中的能级分裂 外磁场存在时，与角动量平行的磁矩分量J与磁场有相互作用，与角动量垂直的磁矩分量与磁场无相互作用。由于角动量的取向是量子化的，J在任意方向的投影(如z方向)为： = M，M=-J,-(J-1),-(J-2),…,J-2,J-1,J 因此，原子磁矩也是量子化的，在任意方向的投影(如z方向)为： =-Mg 式中，玻尔磁子μB =，M为磁量子数。
具有磁矩为J的原子，在外磁场中具有的势能（原子在外磁场中获得的附加能量）： ΔE = -J·=Mg B 则根据M的取值规律，磁矩在空间有几个量子化取值，则在外场中每一个能级都分裂为等间隔的（2J+1）个塞曼子能级。原子发光过程中，原来两能级之间电子跃迁产生的一条光谱线也分裂成几条光谱线。这个现象叫塞曼效应。 2.塞曼子能级跃迁选择定则 （1）选择定则 未加磁场前，能级E2和E1之间跃迁光谱满足： hν = E2 - E1 加上磁场后，新谱线频率与能级之间关系满足： hν’= (E2+ΔE2) – (E1+ΔE1) 则频率差：hΔν= ΔE2-ΔE1= M2g2 B -M1g1B= (M2g2- M1g1)B 跃迁选择定则必须满足： ΔM = 0，±1 （2）偏振定则 当△M=0时，产生π线，为振动方向平行于磁场的线偏振光，可在垂直磁场方向看到。 当△M=±1时，产生σ谱线，为圆偏振光。迎着磁场方向观察时，△M=1的σ线为左旋圆偏振光，△M=-1的σ线为右旋圆偏振光。在垂直于磁场方向观察σ线时，为振动方向垂直于磁场的线偏振光。 3. 能级3S13P2 L01 S11 J12 g23/2 M10-1210-1-2 Mg20-233/20-3/2-3汞原子的绿光谱线波长为，是由高能级{6s7s}S1到低能级{6s6p}P2能级之间的跃迁，其上下能级有关的量子数值列在表1。3S1、3P2表示汞的原子态，S、P分别表示原子轨道量子数L=0和1，左上角数字由自旋量子数S决定，为（2S+1）,右下角数字表示原子的总角动量量子数J。 在外磁场中能级分裂如图所示。外磁场为0时，只有的一条谱线。在外场的作用下，上能级分裂为3条，下能级分裂为5条。在外磁场中，跃迁的选择定则对磁量子数M的要求为：△M=0，±1，因此，原先的一条谱线，在外磁场中分裂为9条谱线。 9条谱线的偏振态，量子力学理论可以给出：在垂直于磁场方向观察，9条分裂谱线的强度(以中心谱线的强度为100)随频率增加分别为，，75，75，100，75，75，，. 标准具 本实验通过干涉装置进行塞曼效应的观察。我们选择法布里-珀罗标准具(F-P标准具)作为干涉元件。F-P标准具基本组成：两块平行玻璃板，在两板相对的表面镀有较高反射率的薄膜。 多光束干涉条纹的形成
教育中的各种效应
教育中的各种效应 1、角色效应现实生活中，人们以不同的社会角色参加活动，这种因角色不同而引起的心理或行为变化被称为角色效应。人的角色的形成首先是建立在社会和他人对角色的期待上的，由于很多班主任普遍存在着对学生社会角色期望的偏差，比如"好学生"的标准就是"学习好"，而学习好的标准就是成绩好，这对学生的成长和角色发展都带来了很多消极的影响。学生出现了角色概念的偏差，一些学生常以"我的爸爸是经理"、"我的爷爷是高干"等为炫耀，把自己与长辈的角色等同起来，颠倒了角色概念的关系，致使这类学生养成狂妄自大、目中无人的畸形心态。在班级管理中班主任要根据学生的实际合理地确定学生的角色，通过采取角色扮演、角色创造等形式实现学生的角色行为。 2、暗示效应暗示效应是指在无对抗的条件下，用含蓄、抽象诱导的间接方法对人们的心理和行为产生影响，从而诱导人们按照一定的方式去行动或接受一定的意见，使其思想、行为与暗示者期望的目标相符合。一般说来，儿童比成人更容易接受暗示。管理中常用的是语言暗示，如班主任在集体场合对好的行为进行表扬，就是对其他同学起到暗示作用。也可以使用手势、眼色、击桌、停顿、提高音量或放低音量等等。有经验的班主任还常常针对学生的某一缺点和错误，选择适当的电影、电视、文学作品等同学生边看边议论，或给学生讲一些有针对性的故事，都能产生较好的效果。 3、门槛效应心理学家查尔迪尼在替慈善机构募捐时，仅仅是附加了一句话"哪怕一分钱也好"，就多募捐到一倍的钱物，这就是著名的"门槛效应"，这一效应的基本内容就是由低要求开始，逐渐提出更高的要求。查尔迪尼分析认为，对人们提出一个很简单的要求时，人们很难拒绝，否则怕别人认为自己不通人情。当人们接受了简单的要求后，再提出较高的要求，人们为了保持认识上的统一和给外界留下前后一致的印象，心理上就倾向于接受较高要求。这一效应告诉我们在对学生提出要求时要考虑学生的心理接受能力，应少一些，小一些，这样才会取得好的教育效果。 4、奖惩效应奖励和惩罚是对学生行为的外部强化或弱化的手段，它通过影响学生的自身评价，能对学生的心理产生重大影响，由奖惩所带来的行为的强化或弱化就叫做奖惩效应。心理学实验证明，表扬、鼓励和信任，往往能激发一个人的自尊心和上进心。但奖励学生的原则应是精神奖励重于物质奖励，否则易造成"为钱而学"、"为班主任而学"的心态。同时奖励要抓住时机，掌握分寸，不断升化。当然"没有惩罚就没有教育"，必要的惩罚是控制学生行为的有效信号。惩罚时用语要得体、适度、就事论事，使学生明白为什么受罚和怎样改过。同时还应注意的是奖惩的频率，从心理学的研究结果看，当奖惩的比例为5：1时往往效果最好。 5、拆屋效应鲁迅先生曾于1927年在《无声的中国》一文中写下了这样一段文字："中国人的性情总是喜欢调和、折中的，譬如你说，这屋子太暗，说在这里开一个天窗，大家一定是不允许的，但如果你主张拆掉屋顶，他们就会来调和，愿意开天窗了。”这种先提出很大的要求，接着提出较小较少的要求，在心理学上被称为"拆屋效应"。虽然这一效应在成人生活中多见，但也有不少学生学会了这些。如有的学生犯了错误后离家出走，班主任很着急，过了几天学生安全回来后，班主任反倒不再过多地去追究学生的错误了。实际上在这里，离家出走相当于"拆屋"，犯了错误相当于"开天窗"，用的就是拆屋效应。因此，班主任在教育学生的过程中，教育方法一定要恰当，能被学生所接受，同时，对学生的不合理要求或不良的行为绝不能迁就，特别要注意不能让学生在这些方面养成与班主任讨价还价的习惯。 6、链状效应有一句俗话是"近朱者赤近墨者黑"，在心理学上这种现象被称为链状效应，它是指人在成长中的相互影响作用。这种效应在年龄低的学生中表现得尤为明显。就学生的链状效应看不是单方面的，既表现在思想品德方面的互相感染，也在个性、情绪、兴趣、能力等方面发生综合影响。利用学生的链状效应，让不同性格的学生在一起可以取长补短。因此作为班主任，应有意识地优化学生周围的环境，如让娇生惯养的学生与独立性较强的朋友做伴，胆小畏怯的学生应和勇敢坚强的学生交友。 7、禁果效应"禁果"一词源于《圣经》，它讲的是夏娃被神秘智慧树上的禁果所吸引去偷吃，被贬到人间，这种被禁果所吸引的逆反心理现象，称之为"禁果"效应。由于青少年处在特殊的发育期，好奇心强，逆反心理重，因此常出现禁果效应。它给我们的启示有两个：①不要把不好的东西当成禁果，人为地增加对学生的吸引力。②要把学生不喜欢而又有价值的事情人为地变成禁果以提高其吸引力。 8、名人效应美国心理学家曾做过一个有趣的实验，在给大学心理系学生讲课时，向学生介绍说聘请到举世闻名的化学家。然后这位化学家说，他发现了一种新的化学物质，这种物质具有强烈的气味，但对人体
冉绍尔-汤森效应
冉绍尔-汤森效应 ——验证和测量气体原子散射截面与电子能量的关系 摘要：实验研究发现，电子与气体原子发生碰撞，散射截面的大小与电子的速度有关，惰性气体（Ar、Kr、Xe）原子对电子的弹性散射截面存在极大值与极小值；无论哪种气体原子的弹性散射截面，在低能区都与碰撞电子的能量明显有关，而且相似原子具有相似的行为，称为冉绍尔-汤森效应。冉绍尔-汤森效应是量子力学理论极好的实验验证，通过实验可以研究分析，气体分子对低能电子的弹性散射几率以及散射截面和电子平均自由程与电子能量的关系。 关键词：电子能量散射截面充气闸流管加速电压室温与液氮条件 实验历史背景：早在1921年，德国物理学家冉绍尔用磁偏转法分离出单一速度的电子，对极低能量0.75~1.1eV的电子在各种气体中的平均自由程作了研究。结果发现，Ar气中的平均自由程远大于经典热力学的理论计算值。惰性气体（主要讨论Ar）原子对电子的弹性散射截面在10eV左右存在极大值；同时在能量约为0.37eV时，电子的自由程出现极大值；在能量降到约0.2eV时，Ar的散射截面呈现极小值，且接近于零。无论哪种气体原子的弹性散射截面，在低能区都与碰撞电子的能量明显有关，而且相似原子具有相似的行为。 在经典理论中，散射截面与电子的运动速度无关，而冉绍尔与汤森的实验结果表明它们是相关的，需要用量子力学理论作出合理解释。 左图为氩、氪、氙的冉绍尔曲线
实验原理： 1.散射截面 设想B粒子杂乱分布在一个很薄的平面层上，单位面积上平均有n个粒子，当一个A粒子垂直入射到这一平面层，可能会通过与B粒子的相互作用而离开入射束。将这一事件的发生概率记为P，定义散射截面：σ=P/n . 在厚层下，经过路程x而散射的概率Ps（x）=1-exp(-x/λ).在经典物理学中，粒子的平均自由程等于总散射截面nσ的倒数（λ=1/nσ）。 2.测量原理 测量气体原子总散射截面的原理图 灯丝被加热，电子自阴极逸出，设阴极电流为I k ，电子在加速电压的作用下，有 一部分电子在到达栅极之前，被屏极接收，形成电流I s1 ；有一部分穿越屏极上的 矩形孔，形成电流I ，由于屏极上的矩形孔与板极P之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就以恒速运动，受到气体原子散射的电子则到达屏极，形成散 射电流I s2；而未受到散射的电子则到达板极P，形成透射电流I p . 电子在等势区内的散射概率为: P S =1-I p /I I p 可以直接测得，至于I 则需要用间接的方法测定。由于阴极电流I k 分成两部分 I 0和I s1 ，它们与I k 成比例，定义几何因子f , f= I / I s1 几何因子f是由电极间相对张角及空间电荷效应所决定，即f与管子的几何结构及所用的加速电压、阴极电流有关。由以上2式得到： P S = 1-(1/f)*( I p / I s1 )
塞曼效应实验资料报告材料完整版
学生： 学号： 5502210039 专业班级：应物101班 实验时间： 教师编号：T017 成绩： 塞曼效应 一、实验目的 1．观察塞曼效应现象，把实验结果与理论结果进行比较。 2．学习观测塞曼效应的实验方法。 3．计算电子核质比。 二、实验仪器 WPZ —Ⅲ型塞曼效应实验仪 三、实验原理 塞曼效应：在外磁场作用下，由于原子磁矩与磁场相互作用，使原子能级产 生分裂。垂直于磁场观察时，产生线偏振光（π线和σ线）；平行于磁场观察时， 产生圆偏振光（左旋、右旋）。 按照半经典模型，质量为m ，电量为e 的电子绕原子核转动，因此，原子具 有一定的磁矩，它在外磁场B 中会获得一定的磁相互作用能E ?，由于原子的磁 矩J μ与总角动量J P 的关系为 2J J e g P m μ=（1） 其中g 为朗德因子，与原子中所有电子德轨道和自旋角动量如何耦合成整个 原子态的角动量密切相关。因此， cos cos 2J J e E B g P B m μαα?=-=-（2） 其中α是磁矩与外加磁场的夹角。又由于电子角动量空间取向的量子化，这 种磁相互作用能只能取有限个分立的值，且电子的磁矩与总角动量的方向相反， 因此在外磁场方向上， cos ,,1,,2J h P M M J J J απ-==--（3）
学生： 惠文 学号： 5502210039 专业班级：应物101班 实验时间： 教师编号：T017 成绩： 式中h 是普朗克常量，J 是电子的总角动量，M 是磁量子数。设：4B he m μπ=，称为玻尔磁子，0E 为未加磁场时原子的能量，则原子在外在磁场中的总能量为 00B E E E E Mg B μ=+?=+（4） 由于朗德因子g 与原子中所有电子角动量的耦合有关，因此，不同的角动量 耦合方式其表达式和数值完全不同。在L S -耦合的情况下，设原子中电子轨道 运动和自旋运动的总磁矩、总角动量及其量子数分别为L μ、L P 、L 和S μ、S P 、 S ，它们的关系为 2L L e P m μ==（5） S S e P m μ==（6） 设J P 与L P 和S P 的夹角分别为LJ α和SJ α，根据矢量合成原理，只要将二者在 J μ方向的投影相加即可得到形如（1）式的总电子磁矩和总轨道角动量的关系： 2222222222cos cos (cos 2cos )2(2)222(1)222J L LJ S SJ L LJ S SJ J L S J L S J J J L S J J J e P P m P P P P P P e m P P P P P e P P m e g P m μμαμααα=+= ++--+=+-+=+=（7） 其中朗德因子为 (1)(1)(1)1.2(1) J J L L S S g J J +-+++=++（8） 由（＊）式中可以看出，由于M 共有（2J ＋1）个值，所以原子的这个能级在
冉绍尔-汤森效应实验
冉绍尔-汤森效应实验 【摘要】 加速电子与充氙闸流管中的氙原子碰撞，电子被散射，把闸流管先后浸入77K 液氮和在室温下测俩观众的栅极及板极电流。得出散射概率、散射截面与电子能量的关系，低能电子与气体原子的散射几率与电子速度的关系，验证冉绍尔-汤森效应。用量子力学解释这一效应 测量氙原子的电离电位。 【实验原理】 当灯丝加热后，就有电子自阴极逸出，设阴极电流为K I ，电子在加速电压的作用下，有一部分电子在到达栅极之前，被屏极接收，形成电流1S I ；有一部分穿越屏极上的矩形孔，形成电流0I ，由于屏极上的矩形孔与板极P 之间是一个等势空间，所以电子穿越矩形孔后就 以恒速运动，受到气体原子散射的电子则到达屏极，形成散射电流2S I ；而未受到散射 的电子则到达板极P ，形成板流P I ,因此有 10S K I I I += 2 1S S S I I I += 20S P I I I += 电子在等势区内的散射概率为: 01I I P P S - = (1) 可见，只要分别测量出P I 和0I 即可以求得散射几率。从上面论述可知，P I 可以直接测得，至于0I 则需要用间接的方法测定。由于阴极电流K I 分成两部分1S I 和0I ，它们不仅与K I 成比例，而且他们之间也有一定的比例关系，这一比值称为几何因子f ，即有
10 S I I f = (2) 几何因子f 是由电极间相对张角及空间电荷效应所决定，即f 与管子的几何结构及所用的加速电压、阴极电流有关。将式（2）带入（1）式得到 111S P S I I f P - = (3) 为了测量几何因子f ，我们把电子碰撞管的管端部分浸入温度为77K 的液氮中，这时，管内掉气体冻结，在这种低温状态下，气体原子的密度很小，对电子的散射可以忽略不计， 几何因子f 就等于这时的板流*P I 与屏流* S I 之比，即 * * =S P I I f (4) 如果这时阴极电流和加速电压保持与式(1)和(2)时的相同，那么上式中的f 值与式(3)中掉相等，因此有 * * -=P S S P S I I I I P 11 (5) 设L 为出射孔S 到板极P 之间的距离，则 )exp(1QL P S --= (6) 当f<<1时，由(5)、(6)两式得 ??? ? ??-=** P S S P I I I I L Q ln 1 测量不同的加速电压Ea 下的Ps 的值，即可由上式得到总有效散射截面Q 与a E 的关系曲线。 使用直流加速电压的测量线路图
冉绍尔-汤森德效应
冉绍尔——汤森德效应 摘要：冉绍尔——汤森德效应是在研究低能电子的平均自由程时发现的一种气体原子与电子弹性碰撞的散射截面Q与电子能量密切相关的现象。此现象与经典理论相矛盾，需要用量子理论解释。 关键词：散射截面碰撞概率加速电压补偿电压电离电位 一、引言 1921年德国物理学家冉绍尔在研究低能电子的平均自由程时发现：在惰性气体中，当电子的能量降到几个电子伏时，气体原子与电子弹性碰撞的散射截面Q（与平均自由程成反比）迅速减小；当电子能量约为1电子伏时，Q出现极小值，而且接近零。如果继续减少电子能量，则Q迅速增大，这说明弹性散射截面与电子能量密切相关。 1922年英国物理学家汤森德把电子能量进一步降低，用另外的方法研究平均自由程随电子速度变化的情况，也发现类似现象。随后，冉绍尔用实验证明了汤森德的结果。 冉绍尔——汤森德效应在当时无法解释，因为经典理论认为气体原子与电子弹性碰撞的散射截面仅决定于原子的尺寸，而与电子的运动速度无关，只有在波粒二象性和量子力学建立后，这种效应才得到圆满解释。因此冉绍尔——汤森德效应也验证了量子力学的正确性。 图1 惰性气体的冉绍尔曲线 如图1所示的是Xe、Kr、Ar三种惰性气体的冉绍尔曲线。因为电子的速度与加速电压V的平方根成正比，故横坐标采用平方根√V表示，纵坐标为散射截面Q，采用原子单位。由图1可以看出，结构相近的物质，其冉绍尔曲线的形状相似。 二、冉绍尔——汤森德效应的理论描述
在量子力学中，碰撞现象也称作散射现象。粒子的碰撞过程有弹性碰撞与非弹性碰撞两大类。在弹性碰撞过程中，粒子A 以波矢k 2|k|= mE （1） 沿Z 入射到靶粒子B （即散射中心）上，受B 粒子作用偏离原方向而散射，散射程度可用总散射截面Q 表示。 讨论粒子受辏力场弹性散射的情况。取散射中心为坐标原点；设入射粒子与散射中心之间的相互作用势能为U (r )，当r → ∞时，U (r )趋于零，则远离散射中心处的波函数Ψ由入射粒子的平面波Ψ1和散射粒子的球面散射波Ψ2组成 12() ikr ikz r e e f r ψψψθ→∞→+=+ （2） 这里考虑的是弹性散射，所以散射波的能量没有改变，即其波矢k 的数值不变。θ为散射角， 即粒子被散射后的运动方向与入射方向之间的夹角；f(θ)称散射振幅。 总散射截面 220|()|2|()|sin Q f d f d π θπθθθ =Ω=?? （3） 利用分波法求解满足式（3）边界条件的薛定谔方程 2 2 ()2U r E m ψψ??-?+= ??? （4） 可求得散射振幅为 1 ()(21)(cos )sin i e l l l f l P e k δ θθδ∞ == +∑ （5） 从而得到总散射截面 2 00 4(21)sin l l l l Q Q l k π δ ∞ ∞ ====+∑∑ （6） 中心力场中，波函数可表成不同角动量l 的入射波和出射波的相干叠加，l ＝0, 1, 2…的分波，分别称为s , q , d …分波。势场U (r )的作用仅使入射粒子散射后的每一个分波各自产生相移δl 。δl 可通过解径向方程 2222212(1)()()()0l l d d m l l r R r k U r R r r dr dr r +????+--=???????? （7） 求得，要满足 1()sin()2l l kr l R r kr kr πδ→∞→ -+ （8） 这样，计算散射截在Q 的问题就归结为计算各分波的相移δl ；式（6）中的Q l 为第l 个分波的散射截面。 在冉绍尔-汤森德效应实验里，U (r )为电子与原子之间的相互用势，可以把惰性气体的势场近似地看成一个三维方势阱 ,()0,U r a U r r a -≤?=?>? （9） U 0代表势阱深度，a 表征势阱宽度。对于低能散射，ka <<1，δl 随l 增大而迅速减少，仅需
个常见心理学效应
１、“破窗效应” 美国斯坦福大学家詹巴斗进行一项试验，他找了两辆一模一样的汽车，把其中的一辆摆在帕罗阿尔托的中产阶级社区，而另一辆停在相对杂乱的布朗克斯街区。停在布朗克斯的那一辆，他把车牌摘掉了，并且把顶棚打开。结果这辆车一天之内就给人偷走了，而放在帕罗阿尔托的那一辆，摆了一个星期也无人问津。后来，詹巴斗用锤子把那辆车的敲了个大洞。结果呢？仅仅过了几个小时，它就不见了。 ２、“狄德罗效应”，（也称为“配套效应”） 18世纪，法国有个哲学家叫丹尼斯·狄德罗。一天，朋友送他一件质地精良、做工考究、图案高雅的酒红色睡袍。狄德罗非常喜欢，可他穿着华贵的睡袍在家里寻找感觉，总觉得家具颜色不对，地毯的针脚也粗得吓人。于是为了与睡袍配套，旧的东西先后更新，书房终于跟上了睡袍的档次，可他仍觉得很不舒服，因为“自己居然被一件睡袍胁迫了”，于是就把这种感觉写成了一篇文章《与旧睡袍别离之后的烦恼》。两百年后，美国哈佛大学经济学家朱丽叶·施罗尔在《过度消费的美国人》一书中，把这种现象称作为“狄德罗效应”，也称为“配套效应”。 ３、蝴蝶效应 什么是蝴蝶效应？1979年12月，洛伦兹在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后，所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走，名声远扬了。 ４、“鲶鱼效应” 挪威人爱吃沙丁鱼，但是当渔民将捕捞的沙丁鱼运回渔港时，发现大多数的沙丁鱼已经死了，死鱼卖不上价，怎么办呢?聪明的渔民想出了—个办法，那就是将沙丁鱼的天敌——鲶鱼与沙丁鱼放在一起。每当渔民出海捕鱼时，总先准备几条活跃的鲶鱼，一旦把捕获的沙丁鱼放入水槽后，便把鲶鱼也放入水槽，鲶鱼因其活力而四处游动，偶尔追杀沙丁鱼，沙丁鱼呢，则因发现异己分子而自然紧张，四处逃
塞曼效应实验报告
近代物理实验报告 塞曼效应实验 学院 班级 姓名 学号 时间 2014年3月16日
塞曼效应实验实验报告 【摘要】： 本实验通过塞曼效应仪与一些观察装置观察汞（Hg）546.1nm谱线（3S1→3P2跃迁）的塞曼分裂，从理论上解释、分析实验现象，而后给出横效应塞满分裂线的波数增量，最后得出荷质比。 【关键词】：塞曼效应、汞546.1nm、横效应、塞满分裂线、荷质比 【引言】： 塞曼效应是原子的光谱线在外磁场中出现分裂的现象，是1896年由荷兰物理学家塞曼发现的。首先他发现，原子光谱线在外磁场发生了分裂；随后洛仑兹在理论上解释了谱线分裂成3条的原因，这种现象称为“塞曼效应”。在后来进一步研究发现，很多原子的光谱在磁场中的分裂情况有别于前面的分裂情况，更为复杂，称为反常塞曼效应。 塞曼效应的发现使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解，塞曼效应证实了原子磁矩的空间量子化，为研究原子结构提供了重要途径，被认为是19世纪末20世纪初物理学最重要的发现之一。利用塞曼效应可以测量电子的荷质比。在天体物理中，塞曼效应可以用来测量天体的磁场。本实验采取Fabry-Perot（以下简称F-P）标准具观察Hg的546.1nm谱线的塞曼效应，同时利用塞满效应测量电子的荷质比。 【正文】： 一、塞曼分裂谱线与原谱线关系 1、磁矩在外磁场中受到的作用 (1)原子总磁矩在外磁场中受到力矩的作用： 其效果是磁矩绕磁场方向旋进，也就是总角动量（P J）绕磁场方向旋进。 (2)磁矩在外磁场中的磁能：
由于或在磁场中的取向量子化，所以其在磁场方向分量也量子化： ∴原子受磁场作用而旋进引起的附加能量 M为磁量子数 g为朗道因子，表征原子总磁矩和总角动量的关系，g随耦合类型不同（LS耦合和jj耦合）有两种解法。在LS耦合下： 其中： L为总轨道角动量量子数 S为总自旋角动量量子数 J为总角动量量子数 M只能取J，J-1，J-2 …… -J（共2J+1）个值，即ΔE有(2J+1)个可能值。 无外磁场时的一个能级，在外磁场作用下将分裂成（2J+1）个能级，其分裂的能级是等间隔的，且能级间隔 2、塞曼分裂谱线与原谱线关系： (1) 基本出发点：
2.1-冉绍尔效应
实验冉绍尔—汤森德效应 一、引言 1921年德国物理学家冉绍尔（C. Ramsaüer）在研究低能电子的平均自由程时发现：在惰性气体中，当电子能量降到几个电子伏时，气体原子核电子弹性碰撞的散射截面Q（它与平均自由程λ成反比）迅速减小；当电子能量约为1电子伏时，Q出现极小值，而且接近零。如果继续减小电子能量，则Q迅速增大，这说明弹性散射截面与电子能量密切相关。 1922年英国物理学家汤森德（. Townsend）把电子能量进一步降低，用另外的方法研究λ随电子速度变化的情况，亦发现类似的现象。随后，冉绍尔用实验证实了汤森德的结果。后来，把气体原子的弹性散射截面在低能区与碰撞电子能量密切相关的现象称为冉绍尔—汤森德效应。
冉绍尔—汤森德效应在当时无法解释， 因为经典的气体分子运动把电子看作质点， 把气体原子看作刚性小球，它们之间碰撞的 散射截面仅决定于原子的尺寸，而与电子的 运动速度无关。只有德布罗意波粒二象性假 设和量子力学建立后，这种效应才得到圆满 的理论解释。因此，冉绍尔—汤森德效应称 为量子力学理论极好的实验佐证。 图1是Xe，Kr，Ar三种惰性气体的冉绍尔曲线。因为电子速度与加速电压V的平方根成正比，故横坐标用V表示，纵坐标为散射截面Q，采用原子单位。由此可见，结构相近的物质，其冉绍尔曲线的形状相似。 二、实验目的 1. 通过测量氙原子与低能电子的弹性散射几率，考察弹性散射截面与电子能量的关系，了解有关原子势场的信息。 2. 学习研究低能电子与气体弹性散射所采用的实验方法。 三、实验原理
1. 冉绍尔—汤森德效应的理论描述 在量子力学中，碰撞现象也称为散射现象。离子的碰撞过程有弹性碰撞和非弹性碰撞两大类。 在弹性碰撞过程中，粒子A 以波矢k （ mE 2= k ）沿Z 方向入射到靶粒子B （即散射中心）上，受B 粒子作用偏离原方向而散射，散射程度可用总散射截面Q 表示。 讨论粒子受中心力场弹性散射的情况。取散射中心为坐标原点；设入射粒子与散射中心之间的相互作用势能为U (r )。当r →∞时，U (r )趋于零。则远离散射中心处的波函数Ψ由入射粒子的平面波Ψ1和散射粒子的球面散射波Ψ2组成 ()r e f e ΨΨΨikr ikz r θ+=+??→?∞→21 这里考虑的是弹性散射，所以散射波的能量没有改变，即其波矢k 的数值不变。θ称为散射角，即粒子被散射后的运动方向与入射方向之间的夹角；f (θ)称为散射振幅。 总散射截面 ()?Ω=d 2 θf Q 利用分波法求解满足前式边界条件的薛定谔方程
狄德罗效应
狄德罗效应 狄德罗效应是一种常见的“愈得愈不足效应”，在没有得到某种东西时，心里很平稳，而一旦得到了，却不满足。
18世纪法国有个哲学家叫丹尼斯·狄德罗。有一天，朋友送他一件质地精良、做工考究的睡袍，狄德罗非常喜欢。可他穿着华贵的睡袍在书房走来走去时，总觉得家具不是破旧不堪，就是风格不对，地毯的针脚也粗得吓人。于是，为了与睡袍配套，旧的东西先后更新，书房终于跟上了睡袍的档次，可他却觉得很不舒服，因为“自己居然被一件睡袍胁迫了”，就把这种感觉写成一篇文章叫《与旧睡袍别离之后的烦恼》。200年后，美国哈佛大学经济学家朱丽叶·施罗尔在《过度消费的美国人》一书中，提出了一个新概念——“狄德罗效应”，或“配套效应”，专指人们在拥有了一件新的物品后，不断配置与其相适应的物品，以达到心理上平衡的现象。 先说生活中的“狄德罗效应”吧，人们分到或买到一套新住宅，为了配套，总是要大肆装修一番，铺上大理石或木地板后，自然要以黑白木封墙再安装像样的灯池；四壁豪华后自然还要配红木等硬木家具；出入这样的住宅，显然不能再破衣烂衫，必定要“拿得出手”的衣服与鞋袜；就此“狄德罗”下去，有的也就觉得男主人或女主人不够配套，遂走上了离妻换夫的路子。 狄德罗效应给人们一种启示：对于那些非必需的东西尽量不要。因为如果你接受了
一件，那么外界的和心理的压力会使你不断地接受更多非必需的东西。 如何才能摆脱“狄德罗效应”的摆布呢？大哲学家苏格拉底有他的处理方式。 有一天，几位学生怂恿苏格拉底去热闹的集市逛一逛。他们七嘴八舌地说：“集市里的东西可多了，有很多好听的、好看的和好玩的，有数不清的新鲜玩意儿，衣、食、住、行各方面的东西应有尽有。您如果去了，一定会满载而归。”他想了想，同意了学生的建议，决定去看一看。 第二天，苏格拉底一进课堂，学生们立刻围了上来，热情地请他讲一讲集市之行的收获。他看着大家，停顿了一下说：“此行我的确有一个很大的收获，就是发现这个世界上原来有那么多我并不需要的东西。” 随后，苏格拉底说了这样的话：“当我们为奢侈的生活而疲于奔波的时候，幸福的生活已经离我们越来越远了。幸福的生活往往很简单，比如最好的房间，就是必需的物品一个也不少，没用的物品一个也不多。做人要知足，做事要知不足，做学问要不知足。” 升级换代的“狄德罗效应” 2004-09-02 08:49:57 来源:南方日报王宁 今天，人们在装修房子时，往往会将与装修格调不合的旧家具处理掉
塞曼效应实验报告
塞曼效应实验 实验原理 1、磁矩在外磁场中受到的作用 (1)原子总磁矩在外磁场中受到力矩的作用： 其效果是磁矩绕磁场方向旋进，也就是总角动量（PJ）绕磁场方向旋进。 (2)磁矩在外磁场中的磁能： 由于或在磁场中的取向量子化，所以其在磁场方向分量也量子化： ∴原子受磁场作用而旋进引起的附加能量 M为磁量子数 g为朗道因子，表征原子总磁矩和总角动量的关系，g随耦合类型不同（LS耦合和jj耦合）有两种解法。在LS耦合下：
2、塞曼分裂谱线与原谱线关系： (1) 基本出发点： ∴分裂后谱线与原谱线频率差 由于 定义为洛仑兹单位： 3、谱线的偏振特征： 塞曼跃迁的选择定则为：ΔM=0 时为π成份（π型偏振）是振动方向平行于磁场的线偏振光，只有在垂直于磁场方向才能观察到，平行于磁场方向观察不到；但当ΔJ=0时，M2=0到M1=0的跃迁被禁止。
当ΔM=±1时，为σ成份，σ型偏振垂直于磁场，观察时为振动垂直于磁场的线偏振光。 平行于磁场观察时，其偏振性与磁场方向及观察方向都有关：沿磁场正向观察时（即磁场方向离开观察者：） ΔM= +1为右旋圆偏振光（σ+偏振） ΔM= -1为左旋圆偏振光（σ-偏振） 也即，磁场指向观察者时：⊙ ΔM= +1为左旋圆偏振光 ΔM= -1为右旋圆偏振光 分析的总思路和总原则: 在辐射的过程中，原子和发出的光子作为整体的角动量是守恒的。 原子在磁场方向角动量为 ∴在磁场指向观察者时：⊙B 当ΔM= +1时，光子角动量为，与同向 电磁波电矢量绕逆时针方向转动，在光学上称为左旋圆偏振光。 ΔM= -1时，光子角动量为，与反向 电磁波电矢量绕顺时针方向转动，在光学上称为右旋圆偏振光。
公职人员考试——常识判断之常见心理学效应
常见心理学效应 1、破窗理论 如果有人打坏了一幢建筑物的窗户玻璃，而这扇窗户又得不到及时的维修，别人就可能受到某些示范性的纵容去打烂更多的窗户。久而久之，这些破窗户就给人造成一种无序的感觉，结果在这种公众麻木不仁的氛围中，犯罪就会滋生、猖獗。 2、狄德罗效应 狄德罗穿着华贵的睡袍在家里寻找感觉，为了与睡袍配套，旧的东西先后更新，以达到心理上平衡的现象。所以也称为“配套效应”。 3、蝴蝶效应 蝴蝶效应是说，初始条件十分微小的变化经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。 4、鲶鱼效应 通过个体的“中途介入”，对群体起到促进和竞争作用。 5、马太效应 社会中尤其是经济领域内广泛存在的一个现象：强者恒强，弱者恒弱，或者说，赢家通吃。 6、青蛙现象 一些突变事件，往往容易引起人们的警觉，而易致人于死地的却是在自我感觉良好的情况下，对实际情况的逐渐恶化没有清醒的察觉。 7、鳄鱼法则 其原意是假定一只鳄鱼咬住你的脚，如果你用手去试图挣脱你的脚，鳄鱼便会同时咬住你的脚与手。你愈挣扎，就被咬住得越多。所以，万一鳄鱼咬住你的脚，你唯一的办法就是牺牲一只脚。 8、羊群效应 头羊往哪里走，后面的羊就跟着往哪里走。 9、刺猬法则 两只困倦的刺猬，由于寒冷而拥在一起。可因为各自身上都长着刺，于是它们离开了一段距离，但又冷得受不了，于是凑到一起。几经折腾，两只刺猬终于找到一个合适的距离：既能互相获得对方的温暖而又不至于被扎。刺猬法则主要是指人际交往中的“心理距离效应”。 10、手表定律 手表定律是指一个人有一只表时，可以知道现在是几点钟，而当他同时拥有两只时却无法确定。两只表并不能告诉一个人更准确的时间，反而会使看表的人失去对准确时间的信心。手表定律在企业管理方面给我们一种非常直观的启发，就是对同一个人或同一个组织不能同时采用两种不同的方法，不能同时设置两个不同的目标，甚至每一个人不能由两个人来同时指挥，否则将使这个企业或者个人无所适从。 11、二八定律（巴莱多定律） 在任何一组东西中，最重要的只占其中一小部分，约20%，其余80%尽管是多数，却是次要的。社会约80％的财富集中在20％的人手里，而80％的人只拥有20％的社会财富。这种统计的不平衡性在社会、经济及生活中无处不在，这就是二八法则。 12、木桶理论（又称为短板效应） 组成木桶的木板如果长短不齐，那么木桶的盛水量不是取决于最长的那一块木板，而是取决