塞曼效应 1896年塞曼( Zeeman)发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条光谱线分裂成几条 光谱线分裂的谱线成分是偏振的分裂的条数随能级的类别而不同。后人称此现象为塞曼效 早年把那些谱线分裂为三条,而裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正 常塞曼效应(洛伦兹单位L=eB/4πmc)。正常塞曼效应用经典理论就能给予解释。实际上 大多数谱线的塞曼分裂不是正常塞曼分裂分裂的谱线多于三条,谱线的裂距可以大于也可以 小于一个洛伦兹单位,人们称这类现象为反常塞曼效应。反常塞曼效应只有用量子理论才能 得到满意的解释。 塞曼效应的发现,为直接证明空间量子化提供了实验依据,对推动量子理论的发展起了 重要作用。直到今日,塞曼效应仍是研究原子能级结构的重要方法之 、实验目的 1.掌握观测塞曼效应的实验方法。 2.观察汞原子546.lnm谱线的分裂现象以及它们偏振状态 3.由塞曼裂距计算电子的荷质比 二、实验原理 原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩,电子还具有自旋运动产生自旋磁矩根据量 子力学的结果电子的轨道角动量P和轨道磁矩H2以及自旋角动量Ps和自旋磁矩μs在数 值上有下列关系 PP=√L(L+1)h 2m PBs=√S(S+1) 式中e,m分别表示电子电荷和电子质量:L,S分别表示轨道量子数和自旋量子数。轨道角 动量和自旋角动量合成原子的总角动量P,轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩H,由于 H绕P运动只有在P方向的投影,对外平均效果不为零,可以得到H,与P数值上的关 系为: 川=g P 2塞 曼 效 应 1896 年塞曼(Zeeman)发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条光谱线分裂成几条 光谱线,分裂的谱线成分是偏振的,分裂的条数随能级的类别而不同。后人称此现象为塞曼效 应。 早年把那些谱线分裂为三条,而裂距按波数计算正好等于一个洛伦兹单位的现象叫做正 常塞曼效应(洛伦兹单位 L = eB / 4mc )。正常塞曼效应用经典理论就能给予解释。实际上 大多数谱线的塞曼分裂不是正常塞曼分裂,分裂的谱线多于三条,谱线的裂距可以大于也可以 小于一个洛伦兹单位,人们称这类现象为反常塞曼效应。反常塞曼效应只有用量子理论才能 得到满意的解释。 塞曼效应的发现，为直接证明空间量子化提供了实验依据，对推动量子理论的发展起了 重要作用。直到今日，塞曼效应仍是研究原子能级结构的重要方法之一。 一、 实验目的 1． 掌握观测塞曼效应的实验方法。 2． 观察汞原子 546.1nm 谱线的分裂现象以及它们偏振状态。 3． 由塞曼裂距计算电子的荷质比。 二、实验原理 原子中的电子由于作轨道运动产生轨道磁矩,电子还具有自旋运动产生自旋磁矩,根据量 子力学的结果,电子的轨道角动量 PL 和轨道磁矩 μ L 以及自旋角动量 PS 和自旋磁矩 μS 在数 值上有下列关系: L PL mc e 2  = PL = L(L +1) （1） S PS mc e  = PS = S(S +1) 式中 e,m 分别表示电子电荷和电子质量； L, S 分别表示轨道量子数和自旋量子数。轨道角 动量和自旋角动量合成原子的总角动量 PJ ,轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩 μ ,由于 μ 绕 PJ 运动只有 μ 在 PJ 方向的投影 μJ 对外平均效果不为零，可以得到 μJ 与 PJ 数值上的关 系为： J PJ m e g 2  = （2）