物理实验第22卷第3期 信号发生器的频率,在波峰或波谷处观察到共位置进行测量·在抵消地磁场竖直分量的条件 振信号,记下此时的共振频率w及对应的水平下,恰当选取扫场信号,在无射频场信号时,用 电流(由Ⅰ算出B〃);再将水平场反向,可得三角波观察抽运信号.使B〃和B地〃反向,在抽 到共振频率取(w+以)么,则g值满足运信号对应于波峰(谷)时,记下水平场电流值, h= gF as bB n )设此电流值对应的磁场为B〃则在对应的峰 然而(1)式成立的条件是选取的B足够(谷)处有。=|地+B在测量共振信号 大,使l〃||地+B扫保证在B反向时时,当Bn>B0用(2)式,当B〃<B用(3)式 总磁场反向·但学生实验有时不满足(1)式,倘 实验中坚持在三角波的波峰(谷)处观察共 若pk地+B扫|就会得出错误的结果.振信号,这是因为抽运信号或共振信号稍稍离 文献[3]提出利用三角波扫场抵消地磁场开波峰(谷)信号的形状就发生明显变化,其灵 水平分量的影响.在垂直磁场抵消地磁场的垂敏程度比在波沿上用位置判断更灵敏,更准确 直分量条件下,取水平场为零,加与地磁场水平 实验证明,当p〃-B。|太小时,若B〃与 分量反向的扫场,调节扫场幅度,使光抽运信号|地+B反向则总磁场的值太小,很容易 出现在示波器屏幕中间光抽运信号出现处,便受到抽运信号的干扰,所以在测gF时应选择 是地磁场水平分量被扫场完全抵消的点·然后|〃-B%|不太小·当B〃>B时更容易满足 加适当的水平外场及射频场,调节射频场频率,这个条件,使测量的准确度最好,这就是文献6 使共振信号出现在刚才抽运信号出现处,记下~8只讲这种情况的原因 M;再将水平外场反向,调节射频频率再使共振 使用本方法,既可以使学生进一步明确产 信号出现在该处,记下v·取=(w+n)2,则生光抽运和磁共振的物理条件,又可以使学生 确保使用(1)式是正确的·但是,由于磁共振信正确地选择测量gF的条件和计算方法,得出正 号要调节在已经消失的抽运信号出现处,且共确测量结果,提高测量的准确度 振信号是出现在三角波的上升沿和下降沿,难 参考文献 以准确判断信号位置,测量准确度较差 文献[3]正确地区分了在水平场Bm反向[]赵汝光,等,关于光泵磁共振实验中的几个问题 时,总磁场是否反向的2种情况提出:在p ↓物理实验,1986,16(4):147-150,154 >p地+B扫条件下B反向时,总磁场反向,21龚顺生双共振实验物理实验1981,1(4) 在量值上有 133-138 h(n+ v)/2= gF HaB (2)[3]熊正烨,吴奕初,郑裕芳光磁共振实验中测量gF 值方法的改进[}物理实验,200020(1):34, 而〃|k|B地+B扫条件下,在B反向时 总磁场不反向,在量值上有 [4]严雯,王秋君·探讨光磁共振实验中测量g值方 h(-2)2=|g|neB(3) 法[↓物理实验,2000,20(12):40-42 但观察的共振信号是在波的上升沿或下降沿,[5]米丽琴,肖世发,湛江地区地磁场的测定[湛 且同时有抽运信号,这会影响测量的准确度 江师范学院学报,2001(2) 3测量gr值的改进方法 [6]邬鸿彦,朱明刚,近代物理实验ⅣM北京:科学 版社,1998 本方法是对文献3方法的改进和补充其7]林木欣等,近代物理实验教程M]北京科学 优点是能在实验中判定水平磁场反向时总磁场 出版社,1999 是否反向.由于共振信号发生在波峰或波谷处8]吴思诚,王祖铨,近代物理实验M1北京北京 测量准确度高,所以总是将信号调节在这2个 大学出版社,1995 (2002-07-17收稿,2002-10-25收修改稿) c1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.信号发生器的频率, 在波峰或波谷处观察到共 振信号, 记下此时的共振频率 Μ1 及对应的水平 电流 I (由 I 算出B ∥); 再将水平场反向, 可得 到共振频率 Μ2, 取 Μ= (Μ1+ Μ2)ö2, 则 g F 值满足 hΜ= ûg F ûΛB ûB ∥û (1) 然而 (1) 式成立的条件是选取的B ∥ 足够 大, 使ûB ∥ û > ûB 地∥ + B 扫 û, 保证在B ∥ 反向时 总磁场反向Ζ 但学生实验有时不满足(1) 式, 倘 若ûB ∥û< ûB 地∥+ B 扫û就会得出错误的结果Ζ 文献[ 3 ]提出利用三角波扫场抵消地磁场 水平分量的影响Ζ 在垂直磁场抵消地磁场的垂 直分量条件下, 取水平场为零, 加与地磁场水平 分量反向的扫场, 调节扫场幅度, 使光抽运信号 出现在示波器屏幕中间Ζ光抽运信号出现处, 便 是地磁场水平分量被扫场完全抵消的点Ζ 然后 加适当的水平外场及射频场, 调节射频场频率, 使共振信号出现在刚才抽运信号出现处, 记下 Μ1; 再将水平外场反向, 调节射频频率再使共振 信号出现在该处, 记下 Μ2Ζ 取 Μ= (Μ1+ Μ2 )ö2, 则 确保使用(1) 式是正确的Ζ 但是, 由于磁共振信 号要调节在已经消失的抽运信号出现处, 且共 振信号是出现在三角波的上升沿和下降沿, 难 以准确判断信号位置, 测量准确度较差Ζ 文献[ 3 ]正确地区分了在水平场B ∥ 反向 时, 总磁场是否反向的 2 种情况, 提出: 在ûB ∥û > ûB 地∥+ B 扫û条件下,B ∥反向时, 总磁场反向, 在量值上有 h (Μ1+ Μ2)ö2= ûg F ûΛBB ∥ (2) 而ûB ∥û < ûB 地∥ + B 扫 û 条件下, 在B ∥ 反向时, 总磁场不反向, 在量值上有 h (Μ1- Μ2)ö2= ûg F ûΛBB ∥ (3) 但观察的共振信号是在波的上升沿或下降沿, 且同时有抽运信号, 这会影响测量的准确度Ζ 3 测量 g F 值的改进方法 本方法是对文献[3 ]方法的改进和补充, 其 优点是能在实验中判定水平磁场反向时总磁场 是否反向Ζ 由于共振信号发生在波峰或波谷处 测量准确度高, 所以总是将信号调节在这 2 个 位置进行测量Ζ 在抵消地磁场竖直分量的条件 下, 恰当选取扫场信号, 在无射频场信号时, 用 三角波观察抽运信号Ζ 使B ∥和B 地∥反向, 在抽 运信号对应于波峰(谷) 时, 记下水平场电流值, 设此电流值对应的磁场为B ∥0 , 则在对应的峰 (谷) 处有ûB ∥0 û= ûB 地+ B 扫ûΖ 在测量共振信号 时, 当B ∥> B ∥0用(2) 式, 当B ∥< B ∥0用(3) 式Ζ 实验中坚持在三角波的波峰(谷) 处观察共 振信号, 这是因为抽运信号或共振信号稍稍离 开波峰(谷) 信号的形状就发生明显变化, 其灵 敏程度比在波沿上用位置判断更灵敏, 更准确Ζ 实验证明, 当ûB ∥- B ∥0 û太小时, 若B ∥与 ûB 地∥+ B 扫û 反向, 则总磁场的值太小, 很容易 受到抽运信号的干扰, 所以在测 g F 时应选择 ûB ∥- B ∥0 û不太小Ζ 当B ∥> B ∥0时更容易满足 这个条件, 使测量的准确度最好, 这就是文献[6 ～ 8 ]只讲这种情况的原因Ζ 使用本方法, 既可以使学生进一步明确产 生光抽运和磁共振的物理条件, 又可以使学生 正确地选择测量 g F 的条件和计算方法, 得出正 确测量结果, 提高测量的准确度Ζ 参考文献: [ 1 ] 赵汝光, 等Λ 关于光泵磁共振实验中的几个问题 [J ]. 物理实验, 1986, 16 (4): 147～ 150, 154Λ [2 ] 龚顺生Λ 双共振实验[J ]. 物理实验, 1981, 1 (4): 133～ 138. [3 ] 熊正烨, 吴奕初, 郑裕芳Λ光磁共振实验中测量 g F 值方法的改进[J ]. 物理实验, 2000, 20 (1): 3～ 4, 15. [ 4 ] 严雯, 王秋君Λ探讨光磁共振实验中测量 g F 值方 法[J ]. 物理实验, 2000, 20 (12): 40～ 42. [ 5 ] 米丽琴, 肖世发Λ 湛江地区地磁场的测定[J ]. 湛 江师范学院学报, 2001 (2) Λ [ 6 ] 邬鸿彦, 朱明刚Λ 近代物理实验[M ]. 北京: 科学 出版社, 1998Λ [ 7 ] 林木欣, 等Λ 近代物理实验教程[M ]. 北京: 科学 出版社, 1999Λ [ 8 ] 吴思诚, 王祖铨Λ 近代物理实验[M ]. 北京: 北京 大学出版社, 1995Λ (2002207217 收稿, 2002210225 收修改稿) 84 物理实验 第 22 卷 第 3 期 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved