石河子大学师范学院物理系 近代物理实验讲义 当角较小时，cos=1,2d=k入，由重合条件得 2 △入F= 2d 用波数表示 。1 AF =2d (6) 2.用标准具测量波数差公式 对同一级次有微小波长差的不同波长入。，入。，入而言，如图4所示可以证明，在相邻干涉次级k 与(k-1)级下有： 1 D62-Da2 1 ADbd2 ATha -V-a-2d DK-2-DK2 2d AD2 1 Dc2-Dp2 1 ADcb2 AVeb=Tc-%6-2d DK-2-DK2-2d AD2 (7) 其中d为标准具常数。 【实验内容与方法】 本实验观测汞(Hg)546.1m谱线的塞曼分裂，这条谱线是在能级S1→P2间跃迁产生的。实验前 先进行理论分析，确定观察谱线各能级的量子数L,S,J及M,计算朗德因子g,按照选择定则确定可 能的子能级及偏振态，画出塞曼分裂能级图，以上分析须在实验预习报告中完成。 1.按图4调整光学系统，调节各光学部件共轴，调整标准具。F-P标准具调整：根据2cos中-k2, 对于某一波长同一干涉级k,如果在某一方向上标准具的间距d大，则这个方向上干涉环直径也大。 所以可以直接观察标准具的干涉环进行调整，当眼晴向某一个调整螺丝方向移动时，若花纹从中间冒 出或向外扩大，说明此方向标准具间隔大，应将该方向的螺丝旋紧或放松其他两个螺丝，直到眼睛向 各过方向移动时，干涉环的大小不变为止，此时-P标准具的两玻璃板严格平行。调整L位置，可使 亮环最亮。 2.观察汞546.1m在B=0与B≠0时的物理图象；转动偏振片，检查横效应和纵效应下分裂的成 分：描述现象并加以理论证明。 3.测量与数据处理。本实验测量横效应的π成分，如图4所示。用测量望远镜（或阿贝比长仪） 测量出k级与k一1级各干涉圆环的直径，用特斯拉计测量磁场B。利用以知常数d及公式(7)计算 出△：再由公式(4)计算e/m。并计算e/m测量误差[标准值e/m=1.76×10"(库仑/千克)] 编者：高艳 5石河子大学师范学院物理系 近代物理实验讲义 当 角较小时，cos =1，2d=kλ，由重合条件得 d F 2 2λ ∆λ = 用波数表示 d vF 2 ~ 1 ∆ = （6） 2．用标准具测量波数差公式 对同一级次有微小波长差的不同波长λa，λb，λc而言，如图 4 所示可以证明，在相邻干涉次级 与（ -1）级下有； k k 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 ~ ~ ~ 1 D D D D d D D d v v v ba K K b a ba b a ∆ ∆ = − − ∆ = − = − 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 ~ ~ ~ 1 D D D D d D D d v v v cb K K c b cb C b ∆ ∆ = − − ∆ = − = − (7) 其中 d 为标准具常数。 【实验内容与方法】 本实验观测汞（Hg）546.1nm谱线的塞曼分裂，这条谱线是在能级3 S1→3 P2间跃迁产生的。实验前 先进行理论分析，确定观察谱线各能级的量子数L，S，J及M，计算朗德因子g，按照选择定则确定可 能的子能级及偏振态，画出塞曼分裂能级图，以上分析须在实验预习报告中完成。 1．按图 4 调整光学系统，调节各光学部件共轴，调整标准具。F-P 标准具调整：根据 2d cosφ = kλ ， 对于某一 波长同一干涉级 ，如果在某一 方向上标准具的间距 大，则这个方向上干涉环直径也大。 所以可以直接观察标准具的干涉环进行调整，当眼睛向某一个调整螺丝方向移动时，若花纹从中间冒 出或向外扩大，说明此方向标准具间隔大，应将该方向的螺丝旋紧或放松其他两个螺丝，直到眼睛向 各过方向移动时，干涉环的大小不变为止，此时 F-P 标准具的两玻璃板严格平行。调整 L 位置，可使 亮环最亮。 k d 2．观察汞 546.1nm 在 B=0 与 B 0 时的物理图象；转动偏振片，检查横效应和纵效应下分裂的成 分；描述现象并加以理论证明。 ≠ 3．测量与数据处理。本实验测量横效应的π 成分，如图 4 所示。用测量望远镜（或阿贝比长仪） 测量出 k 级与k －1 级各干涉圆环的直径，用特斯拉计测量磁场B。利用以知常数 及公式（7）计算 出 d v ~∆ ；再由公式（4）计算e / m 。并计算 e / m 测量误差[标准值e / m =1.76×1011（库仑/千克）] 编者：高艳 5