塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的微機(jī)處理畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-08-02 09:49本頁面
【正文】 生（即）。因此，原來的一個(gè)能級(jí)將分裂為個(gè)子能級(jí)。對(duì)外發(fā)生效果的是按照?qǐng)D31（a）進(jìn)行矢量運(yùn)算，可以得到與數(shù)值上的關(guān)系為： （）對(duì)于耦合，式中叫做朗德因子，它表征單電子的總有效磁矩與總角動(dòng)量的關(guān)系，而且決定了能級(jí)在磁場(chǎng)中分裂的大小。但由于和是繞旋進(jìn)的，因此，和都繞的延長(zhǎng)線旋進(jìn)。根據(jù)量子力學(xué)的結(jié)果，電子軌道角動(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：， , （）式中分別表示電子電荷和電子質(zhì)量；分別表示軌道量子數(shù)和自旋量子數(shù)。 原子的總磁矩與總角動(dòng)量的關(guān)系原子的總磁矩由電子磁矩和核磁矩兩部分組成，由于核磁矩比電子磁矩小三個(gè)數(shù)量級(jí)以上，所以可只考慮電子的磁矩這一部分。3． 觀察塞曼效應(yīng)現(xiàn)象，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果進(jìn)行比較。黑白CCD攝像頭成像器件: 1/3 英寸CCD 面陣(黑白),像面尺寸: 4. 9mm (H) 3. 7mm (v),像素: 500582,分辨率: 420TVL,最低照度: ,電源: 12VDC 電纜:75Ω視頻電纜，Q9端子； 圖象采集卡:（Aver EZCapture） 插槽:USB， 輸入:SVideo， 帶VGA顯卡支持；第3章：塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)1． 掌握塞曼效應(yīng)理論，測(cè)定電子的荷質(zhì)比，確定能級(jí)的量子數(shù)和朗德因子，繪出躍遷的能級(jí)圖。 1/4波片:Φ30mm。 干涉濾光片:,帶寬177。另外, 由于圖像中各環(huán)相距很近, 用三點(diǎn)定圓時(shí),鼠標(biāo)的定位會(huì)產(chǎn)生誤差, 所以在右上角設(shè)一放大窗口(5倍) , 可以更為精確地確定圓直徑。④計(jì)算。③畫圖。②修復(fù)。各部分的具體作用是: ①灰度調(diào)整。(2) 圖像處理功能。(1) 圖像獲取功能。 圖像采集卡功能圖像采集卡的功能：是將CCD攝像機(jī)獲得的模擬信號(hào)接到視頻采集卡上，經(jīng)A/D 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10MHz) , 槽口方式(本機(jī)為USB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。本實(shí)驗(yàn)使用靈敏度和分辨率甚高的黑白CCD攝像機(jī)，并接到計(jì)算機(jī)上，將圖象清晰逼真地顯示在屏幕上，以便觀察和測(cè)量?！CD 器件成像系統(tǒng)及其運(yùn)用優(yōu)點(diǎn)CCD器件成像系統(tǒng)：CCD是電耦合器件的英文縮寫（既Charge Coupled Device）,它是固體圖象傳感器的核心器件。因此ΔλF被叫做自由光譜范圍，或叫做不重疊區(qū)域。如使Δλ繼續(xù)增加，使λ2的（）級(jí)亮環(huán)與λ1的亮環(huán)重合，即 此時(shí)的波長(zhǎng)差以ΔλF表示。設(shè)中心亮環(huán)的干涉級(jí)次為，則向外依次為1，－2，形成一系列向外的同心圓環(huán)。 FP標(biāo)準(zhǔn)具光路圖 F—P標(biāo)準(zhǔn)具是多光束干涉裝置，一束光以一定角射入F—P標(biāo)準(zhǔn)具后，這束光可以在標(biāo)準(zhǔn)具的A，B內(nèi)表面鍍膜之間進(jìn)行多次反射和透射，透過平行光束經(jīng)透鏡L會(huì)聚在它的焦平面P上產(chǎn)生干涉，設(shè)兩撥板內(nèi)平面間距為d，在空氣中折射率近似為n=1，入射角為 ，則相鄰兩束光的光程差為，形成亮條紋的條件為 （）其中k為整數(shù)，表示干涉條紋級(jí)次。（不準(zhǔn)擦拭反射膜）。 FP標(biāo)準(zhǔn)具1. FP的原理及性能F—P標(biāo)準(zhǔn)具是由兩塊平面玻璃板中間夾有一個(gè)間隔圈組成的。 第2章 塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器介紹 實(shí)驗(yàn)儀器概述該儀器由塞曼效應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)、CCD攝像系統(tǒng)、圖象卡和微機(jī)組合而成，用來觀測(cè)塞曼效應(yīng)。利用塞曼效應(yīng)可以測(cè)量電子的荷質(zhì)比?！ ?shí)驗(yàn)中不僅可以觀察到光譜發(fā)射線的塞曼效應(yīng)，吸收線也會(huì)發(fā)生塞曼效應(yīng)，這被稱為逆塞曼效應(yīng)。 ,近而去確定原子總軌道角動(dòng)量量子數(shù)和總自旋量子數(shù)的數(shù)值。態(tài)能級(jí)在外磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)分裂成四個(gè)子能級(jí)?！ ?，在外磁場(chǎng)中的分裂就是反常塞曼效應(yīng)。 只有自旋為單態(tài)，即總自旋為0的譜線才表現(xiàn)出正常塞曼效應(yīng)。如果沿磁場(chǎng)方向觀察，只能觀察到和譜線的左旋偏振光和右旋偏振光，觀察不到偏振的譜線。反之，對(duì)于，原子在磁場(chǎng)方向的角動(dòng)量增加了一個(gè)，光子具有與磁場(chǎng)方向相反的角動(dòng)量，方向與電矢量旋轉(zhuǎn)方向構(gòu)成左手螺旋，稱為偏振，是右旋偏振光。1908年美國(guó)天文學(xué)家海爾等人在威爾遜山天文臺(tái)利用塞曼效應(yīng)，首次測(cè)量到了太陽黑子的磁場(chǎng)。湯姆生在陰極射線偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電子荷質(zhì)比數(shù)量級(jí)是相同的，二者互相印證，進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在。 應(yīng)用正常塞曼效應(yīng)測(cè)量譜線分裂的頻率間隔可以測(cè)出電子的荷質(zhì)比。反常塞曼效應(yīng)的機(jī)制在其后二十余年時(shí)間里一直沒能得到很好的解釋，困擾了一大批物理學(xué)家。塞曼和洛侖茲因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn)共同獲得了1902年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨后不久，塞曼的老師、荷蘭物理學(xué)家洛侖茲應(yīng)用經(jīng)典電磁理論對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。 1896年，荷蘭物理學(xué)家塞曼使用半徑10英尺的凹形羅蘭光柵觀察磁場(chǎng)中的鈉火焰的光譜，他發(fā)現(xiàn)鈉的譜線似乎出現(xiàn)了加寬的現(xiàn)象。利用塞曼效應(yīng)可以測(cè)量電子的荷質(zhì)比。塞曼效應(yīng)是繼1845年法拉第效應(yīng)和1875年克爾效應(yīng)之后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)磁場(chǎng)對(duì)光有影響的實(shí)例。完整解釋塞曼效應(yīng)需要用到量子力學(xué)，電子的軌道磁矩和自旋磁矩耦合成總磁矩，并且空間取向是量子化的，磁場(chǎng)作用下的附加能量不同，引起能級(jí)分裂。這種現(xiàn)象稱為“塞曼效應(yīng)”。原子光譜線在外磁場(chǎng)發(fā)生了分裂。在天體物理中，塞曼效應(yīng)可以用來測(cè)量天體的磁場(chǎng)。塞曼效應(yīng)證實(shí)了原子磁矩的空間量子化，為研究原子結(jié)構(gòu)提供了重要途徑，被認(rèn)為是19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。在外磁場(chǎng)中，總自旋為零的原子表現(xiàn)出正常塞曼效應(yīng)，總自旋不為零的原子表現(xiàn)出反常塞曼效應(yīng)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，很多原子的光譜在磁場(chǎng)
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