Изучение простого (нормального) эффекта Зеемана, страница 2

Результаты

1)При проведении опыта было получено несколько интерферограм расщепления уровней кадмия. Вначале проводилось измерение расщепления поперек магнитного поля в зависимости от его величины.

Рис. 1 интерферограмма расщепления синглета кадмия поперек магнитного поля.

Были посчитано расщепление линии и величина магнитного поля. Расщепление в ходе эксперимента начало явно проявляться со значения тока 0,4 А.  Из-за плохого качества полученных снимков расщепления вдоль магнитного поля провести расчеты удалось только со значения тока 0,5 ампер.

I,A	dl	H * 10^4.Gs	H,kGs
0	0	0	0
0,1	0,00436	0,0225412	0,225412
0,2	0,00874	0,0451858	0,451858
0,3	0,01313	0,0678821	0,678821
0,4	0,018	0,09306	0,9306
0,5	0,024	0,12408	1,2408
0,6	0,033	0,17061	1,7061
0,7	0,044	0,22748	2,2748
0,8	0,053	0,27401	2,7401

Таб. 1 Расчетные данные  для поперечного.

Рис. 2 поперечноерасщепление уровней в зависимости от тока.

Рис. 3 магнитное поле от тока (поперечное).

Рис. 4 расщепление линий кадмия поперек магнитного поля.

2) рассчитанное значение толщины твердотельного эталона Фабри-Перо составило 3,92мм.

h=(xλ^2)/2nδλ

3)для наблюдений вдоль магнитного поля были проделаны аналогичные расчеты.

I,A	dl	H * 10^4.Gs	H,kGs
0	0	0	0
0,5	0,0232	0,119944	1,19944
0,6	0,032	0,16544	1,6544
0,7	0,042	0,21714	2,1714
0,8	0,049	0,25333	2,5333

Таб. 2 Расчетные данные для продольного.

Рис. 5 продольноерасщепление уровней в зависимости от тока.

Рис. 6 магнитное поле от тока (продольное).

Рис. 7 магнитное поле от тока (продольное и поперечное).

              На верхнем графике показаны для сравнения расчетные значения магнитного поля от тока для продольных и поперечных наблюдений.

Из приведенного ниже графика интенсивности по горизонтальной координате для максимального магнитного поля видно, что по полученным фотографиям сделать точные измерения затруднительно, так как третьего порядка не видно.

 Рис. 8 расщепление линий кадмия вдоль магнитного поля.

4)Сравнить интенсивность продольных и поперечных компонент невозможно, так как они снимаются разными приборами и получается в ходе измерения заведомо разная. Но по сравнению с нерасщепленной линией, интенсивность продольных компонент в 2 раза меньше, а поперечных в 4 (и у несмещенной в 2), что удовлетворяет теоретическим познаниям.

Дополнительное задание

Почему на выбранной линии кадмия наблюдается нормальный эффект Зеемана? Что такое аномальный эффект Зеемана?

Простой эффект дают так называемые синглетные, т.е. одиночные, практически монохроматические спектральные линии. Подавляющее большинство спектральных линий являются мультиплетами (дублетами, триплетами, квартетами и т.д.), т.е. состоят из нескольких тесно расположенных линий.

Мультиплеты в магнитных полях дают значительно более сложную картину расщепления, чем расщепление в простом эффекте Зеемана. Такие расщепления называются сложным или аномальным эффектом Зеемана.

Выводы

Эксперимент можно считать успешным, поскольку полученные данные апроксимируются в первом приближении линейной функцией, что указывает на их правдивость, так как из теоретических расчетов известно, что  расщепление уровня кадмия должно быть пропорционально магнитному полю.