【正文】 gin of the Zeeman Effect and the reason for choose this topic, then introduced the experimental principle of the Zeeman effect, Analyzed the light spectral lines to fill the graceful fission of the mercury and figured out the specific charge of the electronic. In view of the sufficiency in traditional Zeeman effect experiment , the article separately through improved the experiment instrumentation, used the advanced instrumentation equipment to observed in this experimental picture 。聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目：塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn) 專業(yè)代碼： 作者姓名： 史新立 學(xué) 號(hào)： 2003400812 單 位：物理科學(xué)與信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 楊冰 2007年 5 月 26 日目 錄引言………………………………………………………………………………………………1…………………………………………………………………………….2………………………………………….……..2…………………………………………..……..……3………………………………………..…5….…..…6………………………………………………...………….....9………………………………………………..……..9………………………………………………..……..9………………………………………….……..……10……………………………………………………………………...…….……...10……………………………………………………….………10………………………………………………………….……11………………………….........................................................11…………………………………………………………………………….……..14……………………………………………………………..………14……………………………………………………………………..15………………………………………………………………..…………….17……………………………………………………………………..……….18結(jié)論……………………………………………………………………………………………..20致謝…………………………………………………………………….…………………….....20參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………..………………….22附錄……………………………………………………………..………………………………23摘 要文章首先介紹了塞曼效應(yīng)的由來和選擇本課題的緣由，綜合介紹了塞曼效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理。 Used my data processing software （automatic data processing software of Excel, programming automatic data processing software of VB）which specially made to the empirical datum to convenient automatic reduction and the report output on the fast. At last, Used the improvement experiment instrumentation and the data processing software to survey the correlation empirical datum and processed the data to the mercury light spectral lines in the magnetic field fission, Figured out the specific charge of the electronic ,and made the analysis to the experimental error.Key words: zeeman effect。就是在這樣的歷史背景下，荷蘭物理學(xué)家塞曼（Pieter Zeeman）于1896年發(fā)現(xiàn)的又一個(gè)磁光效應(yīng)——塞曼效應(yīng)。 法拉第旋光效應(yīng)和克爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)引起了眾多物理學(xué)家的興趣。此實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)原子具有磁矩和空間取向量子化的深刻理解以及精確測(cè)量電子的荷質(zhì)比,并可以驗(yàn)證塞曼理論的正確性。根據(jù)量子力學(xué)和原子物理的結(jié)論可知，電子的軌道角動(dòng)量和軌道磁矩以及自旋角動(dòng)量和自旋磁矩在數(shù)值上有下列關(guān)系：，式中e ，m分別表示電子電荷和電子質(zhì)量；L ，S分別表示軌道量子數(shù)和自旋量子數(shù)。把分解成兩個(gè)分量：一個(gè)沿的延線，稱作，這是有確定方向的恒量；另一個(gè)是垂直于的，它繞著轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外平均效果為零。共有個(gè)值。因此，每個(gè)能級(jí)各分裂成個(gè)和個(gè)子能級(jí)。能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)的選擇定則與偏振定則如下：（1）選擇定則 當(dāng)時(shí)，M2=0→M1=0的躍遷被禁止（2）偏振定則表 1偏振定則說明： ① K是光波傳播方向，B是外磁場(chǎng)方向。在外面用三個(gè)螺絲調(diào)節(jié)其三點(diǎn)的壓力，使其達(dá)到精確平衡。當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)產(chǎn)生干涉極大，即：，為整數(shù)，稱為干涉級(jí)。對(duì)于入射光包含有兩種波長和（），同一級(jí)次對(duì)應(yīng)著二個(gè)圓環(huán)，其直徑各為和。將（6）式和近中心圓環(huán)的式代入（5）式中得 （7）上式為測(cè)量波長差的公式。將它代入測(cè)量波長差的公式（7）中得 （8）通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知和，計(jì)算出的大小，再從塞曼分裂的圖像中測(cè)出各級(jí)圓環(huán)直徑，代入上式就可計(jì)算出的值。目鏡直接觀測(cè)法是采用測(cè)微目鏡在塞曼效應(yīng)儀上測(cè)量Hg 原子發(fā)生塞曼效應(yīng)干涉光圈條紋的直徑,將數(shù)據(jù)代入塞曼效應(yīng)電子荷質(zhì)比計(jì)算公式計(jì)算。在數(shù)據(jù)采集時(shí),由于視場(chǎng)的限制,使環(huán)紋的位置不易測(cè)得很準(zhǔn)確,人為的視覺誤差較大。故經(jīng)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器與裝置為：（1）傳統(tǒng)塞曼效應(yīng)儀器組： 電磁鐵 筆型汞燈 供電箱（輸出穩(wěn)定直流0~5A，滿足筆型汞燈啟動(dòng)的工作電壓） 法布里－珀羅（FP）標(biāo)準(zhǔn)具 濾光片 偏振片 讀數(shù)測(cè)量望遠(yuǎn)鏡 60176。實(shí)驗(yàn)中采用面陣ICCD 器件為基礎(chǔ)的CCD 攝像機(jī), 其基本參數(shù)如下:(1) 成像器件: 1——3 英寸CCD 面陣(彩色) (2) 像面尺寸: 4. 9mm (H) 3. 7mm (v) (3) 像素: 888682 (PAL 制式)(4) 像元間距: 7Lm(5) 水平分辨率: 600 線(6) 最低照度: 0. 1 lx(7) 信噪比: 優(yōu)于48dB(8) 工作電源:DC12V —— 2. 7W　圖像卡概述圖像卡的功能是將攝像機(jī)獲得的模擬信號(hào)經(jīng)AD 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào), 供計(jì)算機(jī)處理, 其主要技術(shù)指標(biāo)為視頻速率(本機(jī)采用的圖像卡速率為100MHz) , 槽口方式(本機(jī)為PC I 插槽) 和驅(qū)動(dòng)程序(本機(jī)中已嵌入安裝光盤) , 由于圖像捕捉是動(dòng)態(tài)的, 所以較高的視頻速率能保證較好的刷新度和傳輸數(shù)據(jù)的完整性。在數(shù)據(jù)采集的過程中,由于圖像被放大了5～6 倍,所以可以準(zhǔn)確的找到測(cè)量位置,減小了人為的視覺誤差和視覺疲勞,使環(huán)紋直徑測(cè)量的更加準(zhǔn)確,從而提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度，而且可以多人同組實(shí)驗(yàn)，同時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)圖像,教師在講解演示時(shí)也可讓多人同時(shí)觀察,應(yīng)用在教學(xué)中非常的方便。這樣可以節(jié)約許多時(shí)間,從而可以增加實(shí)驗(yàn)的信息量,提高實(shí)驗(yàn)的效率。無論是開發(fā)功能強(qiáng)大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實(shí)際問題的實(shí)用小程序，VB都是最快速、最簡(jiǎn)便的處理工具?，F(xiàn)把開發(fā)研制本程序的應(yīng)用軟件“”操作界面如圖8。故可以直接觀察標(biāo)準(zhǔn)具的干涉環(huán)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)眼睛向某一個(gè)調(diào)整螺絲方向移動(dòng)時(shí)，若花紋從中間冒出或向外擴(kuò)大，說明此方向上的標(biāo)準(zhǔn)具兩玻璃板間隔大，應(yīng)該將此方向上的螺絲旋緊或放松其他兩個(gè)螺絲，直至眼睛向各個(gè)方向移動(dòng)時(shí)，干涉環(huán)的大小不變?yōu)橹?，此時(shí)FP標(biāo)準(zhǔn)具的兩玻璃板嚴(yán)格平行。本實(shí)驗(yàn)也可應(yīng)用于傳統(tǒng)的塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀。把所有要測(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)填入本人自制的兩套數(shù)據(jù)自動(dòng)處理系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以大大提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)精確度。F－P標(biāo)