M F=3/2 5P32 F=2 52p -1 F=1 F=2 +1 0 F=1 0 精细结构 超精细结构 在弱磁场下 LS耦合 JI耦合 塞曼分秘 图7-7-1"Rb原子能级超精细分裂 对于电子态52S12,角动量P与角动量P1耦合成的角动量P有两个量 子数:F=+J和,即F=2和l 同样,对于电子态5P,耦合成的角动量P也有两个量子数:F= 2和1。对于电子态52P,耦合后的角动量PF有四个量子数:F=3,2 我们可以画出原子在磁场中的超精细分裂情况,如图77-1所示。由 于实验中D2线被滤掉,所涉及的52Pn态的耦合分裂也就不用考虑。 实验中,我们要对铷光源进行滤光和变换,只让Dσ(左旋圆偏振光) 光通过并照射到铷原子蒸气上,观察铷蒸气D1对光的吸收情况 我们要指出的是 1)从常温对应的能量kBT来衡量,超精细分裂和之后的塞曼分裂的 裂距都是很小的,根据玻尔兹曼分布 由52S2分列出的8条子能级上的原子数应接近均匀分布;同样,由52P1n2 分裂出的8条子能级上的原子数也接近均匀分布 2)如果考虑到热运动造成的多普勒效应,铷光源发出的Dσ光实际3 图 7-7-1 87Rb 原子能级超精细分裂 对于电子态 5 2S1/2，角动量 PJ与角动量 PI耦合成的角动量 PF 有两个量 子数：F=I+J 和 I-J，即 F=2 和 1。 同样，对于电子态 5 2P1/2，耦合成的角动量 PＦ也有两个量子数：Ｆ＝ ２和１。对于电子态５２ P3/2，耦合后的角动量 PＦ有四个量子数：Ｆ=3，2， 1，0。 我们可以画出原子在磁场中的超精细分裂情况，如图 7-7-1 所示。由 于实验中 D2 线被滤掉，所涉及的 5 2P3/2 态的耦合分裂也就不用考虑。 实验中，我们要对铷光源进行滤光和变换，只让 D1σ + (左旋圆偏振光) 光通过并照射到铷原子蒸气上，观察铷蒸气 D1σ +对光的吸收情况。 我们要指出的是： １）从常温对应的能量 kBT 来衡量，超精细分裂和之后的塞曼分裂的 裂距都是很小的，根据玻尔兹曼分布： k T E total B e N N 1 1 − = 由 5 2S1/2 分列出的 8 条子能级上的原子数应接近均匀分布；同样，由 5 2P1/2 分裂出的 8 条子能级上的原子数也接近均匀分布。 ２）如果考虑到热运动造成的多普勒效应，铷光源发出的 D1σ +光实际