塞曼效应凌朋PB05210356实验目的：本实验通过观察并拍摄Hg（546.1nm）谱线在磁场中的分裂情况，研究塞曼分裂谱的特征。学习应用塞曼效应测量电子的荷质比，和研究原子能级结构的方法实验原理：1、谱线在磁场中的能级分裂旋进所引起的附加能量为其中M为磁量子数，μB为玻尔磁子，B为磁感应强度，g是朗德因子。M只能取角动量量子数J的奇数倍，即M=（2J+1）故而在磁场的作用下，原来的一个能级会分裂成（2J+1）个能级，相应的，附加能量也就有（2J+1）种状态了，再通过，观察不同的谱线即可验证能级的变化。2、引用塞曼跃迁的选择定则：，为π成分，是振动方向平行于磁场的线偏振光，只在垂直于磁场的方向上才能观察到，平行于磁场的方向上观察不到，但当时，到的跃迁被禁止；，为σ成分，垂直于磁场观察时为振动垂直于磁场的线偏振光，沿磁场正向观察时，为右旋圆偏振光，为左旋圆偏振光。3、Hg的3S1能级有-1、0、1三种磁量子态，3P2能级有-2、-1、0、1、2五种磁量子态，根据塞曼跃迁效应，可以产生9条谱线，其中各有三条对应着π成分、右旋圆偏振光的σ成分以及左旋圆偏振光的σ成分。4、法布里-帕罗模具根据多光束干涉原理有公式其中，n为介质中的折射率，由于实验条件一般为在空气中，所以n=1.00028，取n=1；t为F-P的厚度，为模具内第m级亮纹的折射角。由上述公式易知，当从中心吐出条纹时，表明中心的干涉条纹级数m变大，故而模具的厚度t变大。由1可得：在近似情况下，有，所以，自由光谱范围。另由相位差半角值宽度可得，色分辨率实验内容：1、仪器准备由塞曼效应产生的原理，需要产生光的Hg光源和磁场，由于需要将波长为546.1nm的绿光分离出来，需要滤波片，为了观察很小的，因此选择了相应的F-P标准具和透镜，由此组成了如下观测仪器：仔细调节F-P标准具到最佳分辨状态，即要求两个镀膜面完全平行。此时用眼睛直接观察F-P标准具，当眼睛上、下、左、右移动时，圆环中心没有吞吐现象。2、垂直于磁场方向观察塞曼分裂打开Hg光源，先观察干涉图像，在未加磁场的情况下观察发现条纹清晰，此时转动偏振片发现图像并未发生变化。将电磁铁电源打开，调节电流为1.4A，此时产生的磁场越位1T。（1）当偏振片与磁场正交时，一级条纹只能看到最内层和最外层的两圈亮条纹，每层条纹又分为三条。此时所看到的条纹就是成分，这是由于成分的光为振动方向垂直于磁场方向的线偏振光，；（2）当偏振片与磁场平行时，每级条纹只能看见中间一层的亮条纹，每层分为三...
