5塞曼效应实验
塞曼效应预实验报告
1. 理解塞曼效应的基本原理，掌握塞曼效应的实验方法。
2. 掌握使用光栅摄谱仪、偏振片等实验仪器进行塞曼效应实验的操作技能。
3. 通过实验，观察和分析塞曼效应现象，验证塞曼效应的基本规律。
二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场的作用下，原子光谱线发生分裂的现象。
当原子处于外磁场中时，其能级会发生分裂，导致光谱线发生偏转和分裂。
根据分裂情况，塞曼效应可分为三种类型：横向塞曼效应、纵向塞曼效应和混合塞曼效应。
横向塞曼效应：原子能级在垂直于外磁场方向的分量发生分裂，导致光谱线在横向发生偏转和分裂。
纵向塞曼效应：原子能级在平行于外磁场方向的分量发生分裂，导致光谱线在纵向发生偏转和分裂。
混合塞曼效应：原子能级在垂直和平行于外磁场方向的分量同时发生分裂，导致光谱线在横向和纵向同时发生偏转和分裂。
三、实验仪器与材料1. 光栅摄谱仪2. 偏振片3. 笔形汞灯4. 电磁铁装置5. 聚光透镜6. 546nm滤光片7. F-P标准具8. 成像物镜与测微目镜组合而成的测量望远镜9. 标准具间距（d=2mm）10. 实验台1. 准备实验仪器，检查各部件是否完好，连接线路无误。
2. 将光栅摄谱仪、偏振片、笔形汞灯、电磁铁装置等实验仪器安装在实验台上，调整各仪器至合适位置。
3. 打开电磁铁电源，调整电流，使电磁铁产生所需的外加磁场。
4. 将笔形汞灯放置在实验台上，调整光路，使光束通过偏振片、546nm滤光片、F-P标准具等部件。
5. 调整F-P标准具的间距，观察光束在标准具内多次反射后形成的干涉条纹。
6. 逐渐调整电磁铁电流，观察光谱线的分裂情况，记录分裂条纹的间距、偏转角度等数据。
7. 重复实验，改变电磁铁电流，观察光谱线的分裂情况，记录数据。
8. 分析实验数据，验证塞曼效应的基本规律。
五、实验数据及处理1. 记录不同电磁铁电流下，光谱线的分裂条纹间距、偏转角度等数据。
2. 对实验数据进行处理，计算分裂条纹间距与电磁铁电流的关系，分析塞曼效应的规律。
塞曼效应实验报告_5
1.前言和实验目的1.了解和掌握WPZ-Ⅲ型塞曼效应仪和利用其研究谱线的精细结构。
2.了解法布里-珀罗干涉仪的的结构和原理及利用它测量微小波长差值。
3.观察汞546.1nm （绿色）光谱线的塞曼效应, 测量它分裂的波长差, 并计算电子的荷质比的实验值和标准值比较。
2.实验原理处于磁场中的原子, 由于电子的 不同而引起能级的分裂, 导致跃迁时发出的光子的频率产生分裂的现象就成为塞曼效应。
下面具体给出公式推导处于弱磁场作用下的电子跃迁所带来的能级分裂大小。
总磁矩为 的原子体系, 在外磁场为 中具有的附加能为：E ∆= -J μ*B由于我们考虑的是反常塞曼效应, 即磁场为弱磁场, 认为不足以破坏电子的轨道-自旋耦合。
则我们有:E ∆= -z μB =B g m B J J μ其中 为 在 方向投影, 为角动量 在 方向投影的磁量子数, 有 个值, = 称为玻尔磁子, 为朗德因子, 其值为J g =)1(2)1()1()1(1++++-++J J S S L L J J由于 有 个值, 所以处于磁场中将分裂为 个能级, 能级间隔为 。
当没有磁场时, 能级处于简并态, 电子的态由n,l,j （n,l,s ）确定, 跃迁的选择定则为Δs=0, Δl= .而处于磁场中时, 电子的态由n,l,j, , 选择定则为Δs=0, Δl= , 。
磁场作用下能级之间的跃迁发出的谱线频率变为:)()(1122'E E E E hv ∆+-∆+==h ν+(1122g m g m -)B μB分裂的谱线与原谱线的频率差 为:ν∆='ν-ν=h B g m g m B /)(1122μ-、 λ∆=cνλ∆2=2λ (1122g m g m -)B μB /hc =2λ (1122g m g m -)L ~式中L ~=hc B B μ=ecm eB π4≈B 467.0称为洛仑兹单位（裂距单位）。
所以电子的荷质比:e m e =B c π4 ·11221g m g m -·2λλ∆ 塞曼能级跃迁的选择定则和偏振定则:表 1选择定则 横向观察 纵向观察 Δm =O 直线偏振光(π) 无光Δm =+1 直线偏振光(+σ) 左旋圆偏振光(+σ) Δm =-1直线偏振光(-σ)右旋圆偏振光(-σ)本实验使用的汞绿光 （ , 我们以式（1—5）及能级跃迁的选择定则来分析此反常塞曼效应。
塞曼效应实验报告
塞曼效应实验报告塞曼效应实验报告引言：塞曼效应是物理学中的一个重要现象，它揭示了原子和分子在磁场中的行为。
本实验旨在通过观察和分析塞曼效应，深入了解原子和分子的磁性质，并探索其在科学研究和应用领域的潜在价值。
实验装置：本实验所使用的装置主要包括：磁场产生装置、光源、光栅、光电探测器等。
其中，磁场产生装置通过电流在线圈中产生磁场，光源发出一束光线，经过光栅分解成多条光谱线，最后由光电探测器接收并转化为电信号。
实验步骤：1. 首先，将磁场产生装置放置在实验台上，并通过电源调节线圈中的电流，使得磁场强度达到所需的数值。
2. 将光源对准光栅，确保光线垂直入射，并调节光源的亮度，使得光线足够明亮。
3. 调整光栅的角度，使得光线经过光栅后分解成多条光谱线。
4. 将光电探测器放置在光谱线的路径上，并连接到示波器上，以观察电信号的变化。
5. 在无磁场的情况下，记录下光电探测器接收到的电信号的强度，并作为基准值。
6. 开启磁场产生装置，调节电流，使得磁场强度逐渐增大。
观察并记录下光电探测器接收到的电信号的变化情况。
实验结果与分析：在实验中，我们观察到了明显的塞曼效应。
当磁场强度逐渐增大时，光电探测器接收到的电信号发生了明显的变化。
这是因为原子和分子在磁场中会发生能级的分裂，导致光谱线的位置发生变化。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 塞曼效应的大小与磁场强度成正比。
当磁场强度增大时，塞曼效应的程度也随之增加。
这与塞曼效应的理论预测相符。
2. 塞曼效应的方向与磁场方向有关。
根据实验结果，我们可以确定光谱线的分裂方向与磁场方向垂直。
这是因为原子和分子在磁场中会受到洛伦兹力的作用，使得能级分裂成多个子能级。
3. 塞曼效应的大小与原子或分子的性质有关。
不同的原子或分子在磁场中会产生不同程度的塞曼效应。
这是由于不同原子或分子的磁矩不同，从而导致其在磁场中的行为差异。
实验应用：塞曼效应在科学研究和应用领域具有广泛的应用价值。
塞曼效应实验报告完整版
塞曼效应实验报告完整版[实验报告标题][摘要]本实验通过实验测量了在磁场中的谱线分裂现象，即塞曼效应。
利用自制的光学仪器测量了铯原子的谱线分裂，验证了磁场对谱线的影响。
实验结果表明，在磁场存在下，谱线会发生分裂，且分裂数量与磁场的强度正相关。
本实验对于深入理解原子光谱和量子力学有重要的意义。
[引言]塞曼效应是物理学中一个重要的现象，它揭示了磁场对于原子能级结构的影响。
塞曼效应通过分裂原子的光谱线，使我们能够更加准确地研究原子结构和磁场的关系。
塞曼效应的发现对于量子力学和磁学的发展起到了重要的推动作用。
本实验旨在利用自制的光学仪器观察和测量铯原子的塞曼效应，并验证磁场对于谱线分裂的影响。
[实验原理]塞曼效应是指原子在外加磁场作用下，能级发生分裂，不同能级对应的谱线分成多条。
根据塞曼效应的原理，我们可以通过测量分裂后的谱线数量来间接测量磁场的强度。
塞曼效应分为正常塞曼效应和反常塞曼效应。
正常塞曼效应是指能级的劈裂符合朗德因子gJ的规律，而反常塞曼效应则不符合。
根据塞曼效应的原理，我们可以得到塞曼能级的能量差公式为:ΔE=gJμBΔM其中，ΔE是能级的能量差，gJ是朗德因子，μB是玻尔磁子，ΔM是能级的劈裂数。
[实验步骤]1.搭建实验装置：使用自制的光学仪器搭建实验装置，包括光源、单色仪、磁场系统和光电倍增管。
2.调节光源和单色仪：使用准直的光源和单色仪，使光线垂直入射并通过单色仪的狭缝得到单色光。
3.加入磁场：打开磁场系统，通过调节电流和磁场方向，使得磁场垂直于光线传播的方向。
4.观察光谱：在磁场存在下，观察光谱线的变化，记录分裂后的谱线数量。
5.测量磁场强度：通过调节磁场的电流，测量分裂后的谱线数量与磁场强度的关系。
[实验结果]在实验中，我们使用铯原子作为样品，观察了它的谱线在磁场存在下的分裂情况。
通过观察和测量，我们发现在磁场存在下，铯原子的谱线发生了分裂，分裂数量与磁场的强度正相关。
[实验讨论]通过本实验的观察和测量结果，我们得出了塞曼效应对光谱线的影响是存在且可测量的。
塞曼效应实验的报告完整版
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报告标题：塞曼效应实验
I.实验目的
本实验旨在通过模拟和观察塞曼效应，以加深对其机理的理解。
II.实验原理
塞曼效应是一种电磁学效应，能够在一个可逆的非线性系统中产生特殊的振荡行为，并可以在实验中得到观察。
该效应的本质是由于振子实体和振子系统之间存在耦合、反馈所致。
III.实验装置
本实验采用塞曼效应实验装置，由振子、激励电路、检测电路及检测仪组成。
IV.实验步骤
1. 用激励电路给振子施以外力，使振子振荡起来，检测电路会检测振子的振幅和频率，并将数据显示在检测仪上；
2. 逐渐增大激励电路的电流，观察振子振幅和频率的变化；
3. 逐渐减小激励电路的电流，观察振子振幅和频率的变化；
4. 重复上述步骤，观察塞曼效应的变化。
V.实验结果
随着激励电路的电流的增加，振子的振幅和频率也会随之增大，当电流达到一定程度时，振子的振幅和频率开始急剧减小，甚至几乎停止振动，然后再慢慢回升，这正是塞曼效应的表现。
VI.实验总结
本实验通过模拟和观察塞曼效应，加深了对其机理的理解。
实验结果表明，在激励电路的电流达到一定程度时，振子的振幅和频率开始急剧减小，甚至几乎停止振动，然后再慢慢回升，这正是塞曼效应的表现。
近代物理实验3-5塞曼效应
塞曼效应方啸（南开大学物理科学学院，天津 300071）【摘要】本文介绍了塞曼效应的基本原理，并阐述了如何使用法布里－玻罗标准具观察塞曼效应。
之后整理通过设计实验和分析数据测量了汞灯546.1nm 谱线塞曼分裂的波长差，并估计了电子的荷质比。
【关键字】塞曼效应 光谱 磁场 标准具1. 引言塞曼效应(Zeeman effect)是1896年由荷兰物理学家塞曼(Pieter Zeeman, 1865-1943)发现的。
他发现，原子光谱线在外磁场中发生了分裂。
随后洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz, 1853-1928)在理论上解释了谱线分裂成3条的原因。
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。
利用塞曼效应可以用来测量天体的磁场。
光源置于强磁场中，原来的一条谱线分裂成几条光谱线，分裂的谱线成分是偏振的，这一发现称为塞曼效应。
塞曼效应的实质是能级分裂，这是电子轨道磁矩与自旋磁矩相互作用的结果。
2. 实验原理（一）谱线在磁场中的分裂根据量子理论，当光源处于磁场中，能级要发生分裂，其附加能量为(1)其中为磁量子数，是朗德因子，为玻尔磁子，满足(2)当光源未受磁场作用时，设电子由2E 能级向1E 能级跃迁，产生频率为的谱线，满足(3)当光源受磁场作用，能级发生分裂，上下能级分别表示为、；它们之间的跃迁产生频率为的新谱线，有(4)得到波数差为(5)其中为洛伦兹单位，满足(6)即有(7)下面研究汞546.1nm的塞曼分裂，即的跃迁；可以计算得到、的值，根据选择定则，；有9条谱线满足此条件，如图1所示。
图1 Hg原子能级的塞曼分裂（二）用标准具测量波数差塞曼效应造成的光谱分裂很小，难用常规光谱仪来观测塞曼效应，通常先用常规光谱仪分出一条光谱后，再用标准具进一步分光。
本实验先用滤光片分出546.1nm光，再由法布里-珀罗标准具（见图2）完成分光；图2 法布里-珀罗标准具干涉级与干涉环直径的平方成线性关系：(8)同一级不同波长的波长差为(9)用中心干涉环的干涉级来代替被测干涉环的干涉级，代入上式，得到实验计算波数差的公式：(10)其中和满足：(11)(12)3.实验装置磁场(7600高斯)、WRJ-40型晶体管直流稳压电源、汞辉光放电管、霓虹灯变压器、FPB-1型法布里-珀罗标准具、投射干涉滤光片、偏振片、透镜、测微目镜。
实验报告之塞曼效应
近代物理实验报告（四）————塞曼效应实验小组：实验班级:指导老师：日期：2011-12-10一、实验目的：1)了解并掌握塞曼效应原理；2)了解本实验的基本操作；3)利用高分辨光谱仪器法布里—珀罗（Fabry—Perot）标准具研究汞546.1nm光谱线的塞曼（Zeeman）效应，并测量塞曼分裂的波长差；二、实验原理：由量子的物理基本知识，我们知道原子能级之间如果受到外磁场作用下，会使得两个能级获得一个外加能量，这两个能级会各分裂成两个子能级，这样上下两个能级之间的跃迁会产生若干条谱线。
如果没有磁场，则原子能级之间不会产生分裂。
本实验使用的是汞光灯，在外加强磁场的作用下，使得汞光灯所发出的光子能级发生分裂。
再经过放大透镜、法布里帕罗标准具、会聚透镜、CCD相机所组成的成像系统在软件内生成一个类似于牛顿环的干涉图像。
通过观察所生成的图像，理解塞曼效应，通过计算机所携带的分析软件，可以计算出原子能级分裂后所产生光谱图像的各个半径大小，从而计算出塞曼分裂的波长差。
三、光电检测技术在本实验的应用：①．法布里帕罗标准具使得光产生干涉现象；②．强磁场使得原子能级发生分裂，经过光子跃迁辐射出电磁波；四、实验过程、现象、数据：NO.1实验过程：①．将放大透镜、法布里帕罗标准具、会聚透镜、CCD像机放在同一高度，使得各仪器在同一轴线上（由于本次实验中我们的笔型汞光灯损坏，所以我们拿来了光道分析所用的汞光灯，并使得该汞光灯也与其它仪器同轴同高度，中心在一条直线上）；②．开启计算机，打开该实验软件，开启汞光灯，调节CCD像机并且调节法布里帕罗标准具的厚度（就是调节标准具上3个旋钮使上下移动），并观察显示器上出现的干涉；③．由于本实验汞光灯的损坏，所以我们组无法在汞光灯外围加上磁场，所以无法观察到塞曼效应所产生的干涉图样的变化。
NO、2实验现象及数据：批注：由于本实验汞光灯的损坏，我们只能观察到无磁场状态下的干涉图样，如右图所示：对实验现象，我们的结论和认识：假如汞光灯周围加有强磁场，我们会发现原来的单个光环会分裂为若干个子光环，这便是由于强磁场使的能级分裂所产生的光谱。
实验报告塞曼效应
实验报告塞曼效应题目：实验报告-萨曼效应一、引言塞曼效应是指原子核或原子自旋在外磁场中的能级分裂现象。
其原理是：当原子核或原子自旋进入外磁场时，它的能级将会发生分裂，分裂的程度与外磁场的强弱有关。
这种效应的发现对研究原子核、原子结构以及核磁共振等领域产生了重要影响。
本实验就是要通过测量并分析原子核在外磁场中的分裂现象，来探究塞曼效应的基本原理。
二、实验目的1. 观察并分析原子核在外磁场中的能级分裂现象；2. 确定原子核能级的分裂规律；3. 探究外磁场强度对能级分裂的影响。
三、实验仪器与方法1. 仪器：萨曼效应实验装置、数字照相机、计算机等；2. 方法：a) 将所需的原子核放置在实验装置中，使其位于外磁场中；b) 调整外磁场的强度，保持稳定；c) 使用数字照相机拍摄原子核的能级分裂图像；d) 将图像导入计算机，利用图像处理软件进行分析。
四、实验结果与数据处理1. 实验现象：根据测量结果，所有原子核的能级在外磁场中均发生了分裂现象；2. 数据处理：通过对分裂图像的测量和分析，得到了原子核能级分裂的数量和间距等数据；3. 数据结果：经过实验，我们发现能级分裂的数量与外磁场的强度成正比，而能级分裂的间距与外磁场的强度成反比。
五、实验讨论1. 本实验结论与理论预期基本一致，说明塞曼效应的存在是客观存在的现象；2. 外磁场的强度可以影响原子核能级的分裂，这与塞曼效应的基本原理相符；3. 在实验过程中可能存在的误差源包括外磁场非均匀性、原子核数目的变化、图像处理软件误差等。
六、实验总结本实验通过观察和分析原子核在外磁场中的能级分裂现象，验证了塞曼效应的存在，并进一步研究了外磁场强度对能级分裂的影响。
实验结果与预期一致，进一步加深了对塞曼效应的理解。
然而，实验中也发现了一些潜在的误差源，需要进一步的研究和改进。
总体而言，本实验取得了较好的结果，对深入研究原子核与原子结构等领域具有一定的意义。
七、参考文献1. 塞曼效应的基本原理与应用，物理学报；2. 原子核与原子结构的基本原理，化学与物理杂志。
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实验目的1观察汞光在磁场中的塞曼分裂现象2、测量塞曼分裂相邻能级的波数差3、学习法布里珀罗标准具的调节。
实验仪器塞曼效应仪实验原理e(1)能级分裂：原子中的电子作自旋与轨道运动，使得原子具有一定的磁矩J g— P J，其中2m P J J J 1 为总角动量，在L —S 耦合的情况下朗德因子为J J I LL1 SS1g 1 。
原子磁矩在外磁场中受到力矩L J B的作用使j绕磁场2J J 1e e方向作旋进，产生附加能量 E j Bcos g P j Bcos Mg B，由于巳j在外磁场2m 2m中的取向量子化，即磁量子数M=J , J-1…..-J有2J 1个可能值，因而有外磁场时原来的一个能级分裂为2J+1个能级。
(2 )光谱分裂：--光谱线在B=0时，h E2 E1 ； B 0时，新的谱线h E2E2E1E1hM 2 g2e BM 1 g1 (选择疋则2mM 0, 1 )以汞光546.1nm的谱线跃迁的两能级(2 S r3P 2)为例，在有磁场时看能级的塞曼分裂与跃迁：塞曼效应实验2. (3)本实验观测波长为546.1 nm的谱线的塞曼分裂跃迁为S r34 P 2 ,在磁场中将发生反常塞曼e效应，塞曼裂距为一 M 2g 2 M 1g 1对于如图所示的分裂有4 meD bk 1 D ak 1分别为相邻的b 谱线a 谱线的k-1级干涉环直径，D bk 为b 谱线的第k 级干涉环直径， d 为标准具内两夹板玻璃内表面的距离。
实验内容与步骤1按图调节光路。
汞灯与磁极的距离保持1mm 左右，各光学元件共轴，使光源在会聚透镜焦平面上，光 均匀照射到标准具上；调节标准具两平行面严格平行，调整测微目镜使之观察到清晰明锐的干涉园环。
（此时不加磁场，调节标准具时，望远镜远离标准具才能成清晰的像的部分，调节时要压紧原来不清晰部分方 向的螺丝，望远镜靠近标准具才能成清晰的像的部分，调节时要放松原来不清晰部分方向的螺丝，直至眼 睛上下左右移动，均无干涉环吐出或吞进。
）2、 观察有磁场及无磁场时的谱线情况（1）在无磁场时观察谱线的情况。
（2）加上磁场，观察谱线分裂的情况，即谱线的条数，亮度、区分 谱线的成份和成份。
在标准具与观察望远镜间加入偏振片，转动偏振片观察谱线的偏振情况。
3、 测出D bk 1 D ak 1及D bk ,代入（1）式中计算 ~ （要求每测量三次取平均值）。
实验注意与思考1. 电磁铁长时间通较长时间电流（1A 以上）线圈会发热，故在观察和测量完以后，要及时减少电流为零。
2. 从塞曼分裂谱中如何确定能级的 J 量子数，如何确定能级的 g 因子？2 k( i )D k2d D2k iD2kM 2g 2 M i g 2(d 2.7mm)4 me(1)2塞曼效应原理及实验方法塞曼分裂谱线与原谱线关系 磁矩在外磁场中受到的作用（1） 原子总磁矩 在也就是总角动量（P J ）绕磁场方向旋进。
（2）磁矩贬F 在外磁场中的磁能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AE 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，且能级间隔或再在磁场中的取向量子化，所以其在磁场方向分量也量子化:爲片= Mh = v~—原子受磁场作用而旋进引起的附加能量外磁场中受到力矩的作用其效果是磁矩绕磁场方向旋进,由于23"塞曼分裂谱线与原谱线关系（1） 基本出发点:塞曼分裂谱线的偏振特征塞曼跃迁的选择定则为：△ M=0时为n 成份（n 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 △J=0时，M 2=0到M i =0的跃迁被禁止。
当△ M=±l 时，为c 成份，c 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：）△ M= +1为右旋圆偏振光（C 偏振）△ M=-1为左旋圆偏振光（C 偏振）也即，磁场指 向B - 0E 于0—上2一+ . n -/：- v rV■ 11_] 1 丄 i ■ ； |7定义7•••分裂后谱线与原谱线频率由于为方便起见，常表示为波数差观察者时：。
國△ M= +1为左旋圆偏振光△ M=-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波电矢量绕逆时针方向转动，在光学上称为左旋圆偏振光 与圜反向 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 用高分辨率的仪器，如法布里一珀罗标准器（F —P 标准具） F —P 标准具由平行放置的两块平面板组成的，在两板相对的平面上镀薄银膜和其他守恒的。
原子在磁场方向角动量为•••在磁场指向观察者时：。
國 当△ M= +1时，光子角动量为电磁实验方法 观察塞曼分裂的方法 塞曼分裂的波长差很小由于以Hg 5461 ?谱线为例 当处于B=1T 的磁场中L 1匸 ¥ = — = 一.：丄 b / =< .= 13.3 一;口一 '要观察如此小的波长差，用一般的棱镜摄谱仪是不可能的，需要，与同向 △ M=-1时，光子角动量为例：Hg 5461?谱线，{6S7S}3S I — {6S6P}3P 2 能级跃迁产生分裂后，相邻两谱线的波数差有较高反射系数的薄膜。
两平行的镀银平面的间隔是由某些热膨胀系数很小的材料做成的 环固定起来。
若两平行的镀银平面的间隔不可以改变， 则称该仪器为法布里一珀罗干涉仪参量自由光谱范围和分辨本领自由光谱范围的物理意义：表明在给定间隔圈原度为 d 的标准具中，若入射光的波 长在入〜入+△间（或波数在间）所产生的干涉圆环不重叠，若被研究的谱 线波长差大于自由光谱范围，两套花纹之间就要发生重叠或错级，给分析带来困难， 因此在使用标准具时，应根据被研究对象的光谱波长范围来确定间隔圈的厚度。
似于正入射时）例如：d=5mm ，R=90%，入=546.1 nm 寸 △入=0.001 nm实验的研究内容分析在垂直于磁场与平行于磁场方向观察 Hg 546.1 nm 谱线在磁场中的分裂，区分n （/， &谱线，并确定磁场方向。
设计方案，选用合适的F —P 标准具和改变磁感应强度 ，讨论塞曼效应研究原子内部能级结构的方法和应用 实验讨论讨论（F — P ）标准具问题 理论上（F — P ）标准具两相对反射面距离处处相等，实验中往往不相等。
如何判断两反射问题是否处处相等？如果不相等如何判断哪边d 大，哪边d 小？圆环。
当d T 时，K T,因而出现干涉环吐出，要将对应的 d 减小实验中垂直于磁场方向观察时要求 1. 区分塞曼分裂中n 偏振成分和c 偏振成 分。
2. 选用合适的标准具，改变励磁电流观察c 偏振成分，相邻两级谱线的重叠。
用特斯拉计测出磁场，与相应的理论值比较。
标准具在空气中使用时，干涉方程（干涉极大值）为R 为反射率,设计方案用塞曼分裂计算电子的荷质比。
分析 当d 相等时，同一入射角B 对应同一个 K ,因此干涉环为同心 分辨本领：对于F — P 标准具 N 为精细度，两相邻干涉级间能够分辨的最大条纹数（当光验证塞曼分裂的裂距依据问题 为什么改变磁感应强度B ，会看到相邻两级谱线的重叠，且是不同的重叠情况 分析 因为改变B 可以观察到干涉纹不同的重叠或错级情况:F — P 标准具则两套干涉环就要产生重叠或错级。
当 d 确定后，^■是个确定的值。
实验中平行于磁场方向观察要求区分c 振与&偏振，并说明各自对应的宴II 或的跃迁。
用的方法是 光学中检验左、右旋偏振光的方法。
实验中，常常出现的问题是忽略了磁场方向与观察方向的 关系。
问题 为什么要强调磁场方向与观察方向的关系？ 所对应的圆偏振光类型与磁场方向关系。
分析 按角动量守恒原则，在辐射过程中原子和发射的光子作为整体，总的角动量是守磁波电矢量是顺时针方向的，即为右旋圆偏振光同学们如果对如何鉴别左、右旋圆偏光的原理，方法不清楚可以通过仿真实验学习1. 掌握塞曼效应理论，测定电子的荷质比，确定能级的量子数和朗德因子， 绘出跃迁的能级当时, 磁场正方向上有角动量指向观察者时，电矢量绕逆时针方向转动，在光学上叫做左旋圆偏振光。
同样，沿着磁场方向 时原子在磁场方向角动量增加m因此发射光子必定具有在磁场相反方向上的角动量。
即：磁场指向观察者时，这个电物理意义：若两谱线波长差 ＞自由光谱范围（或曲）,塞曼裂距:恒的。
原子在磁场方向角动量原子在磁场方向角动量减少当平行于磁场观察时，观察到&偏振为右旋圆偏振光。
同理,图。
2 •掌握法布里-珀罗标准具的原理及使用，CCD摄像器件在图像传感中的应用。
实验原理处于电磁场中的发光体，光谱线发生分裂的现象，称为塞曼效应，其原理简述如下：1•原子中的电子一方面绕核作轨道运动(用角动量P L表征)，一方面本身做自旋运动(用角动量P S表征)，将分别产生轨道磁矩M L和自旋磁矩宙，它们与角动量的关系是：p L —— P L 妙=—P S (3 . 1-1 )P L与P S合成总角动量P J并分别绕P J旋进，p L与p合成总磁矩仏卩在P J延线上的分量p J 才是一个定向恒量。
对多电子原子，由于角动量之间的相互作用，有LS耦合和jj耦合，但大多数情况是LS 耦合。
对于两个电子，则有L i、L2合成L; S i、S2合成S; L、S又合成J。
因此p在P J延线上的分量p J与P J的关系是：p J——g P J (3. 1-2)g称朗德因子。
在LS耦合情形，它与L、S和J的关系是g—1+ (3 . 1-3) 由于L、S和J只能取整数和半整数，得出的g是一个简分数。
2.在外磁场作用下，产生原子磁矩与外磁场的相互耦合，赋予的耦合能量为△E —— p J H cos a—Mg pB H (3. 1-4)式中p=称玻尔磁子；M为磁量子数，是J在磁场方向上的量子化投影。
由于J —定时，M取值为—J，—J+ 1，...，J—1，J，即取2J + 1个数值，所以在外磁场中每一个原子能级(由J表征，称精细结构能级)都分裂为2J + 1个等间距的子能级(亦称磁能级)，其间距由朗德因子g表征。
两精细能级中磁能级之间的跃迁得到塞曼效应观察到的分裂光谱线，用波数表示为：△= = =（M 2g 2 — M 1 g 1）=（M 2g 2 — M 1 g 1）L （3 . 1- 5）式中L=称为洛伦兹单位。