塞曼效应(大学近代物理实验)

实验 七 塞曼效应实验英国物理学家法拉第(M ．Faraday)在1862年做了他最后的一个实验，即研究磁场对光源的影响的实验。

当时由于磁场不强，分光仪器的分辨率也不大，所以没有观测到在磁场作用下光源所发出的光的变化。

34年后，1896年荷兰物理学家塞曼(P ．Zeeman)在莱顿大学重做这个实验，他在电磁铁的磁极间将食盐(NaCl)放入火焰中燃烧发出的钠光，用3米凹面光栅(473条／毫米)摄谱仪去观察钠的两条黄线。

他发现在磁场的作用下，谱线变宽(如果磁场再强些或摄谱仪的分辨率再高些，就能看到谱线分裂)，这一现象称为塞曼效应。

当时原子结构的量子理论尚未产生，洛仑兹用经典的电子理论对这一现象进行了理论计算，得出所谓正常塞曼效应的结果，即当光源在外磁场的作用下，一条谱线将分裂成三条(垂直于磁场方向观察)和二条(平行于磁场方向观察)偏振化的分谱线。

当实验条件进一步改善以后，发现多数光谱线并不遵从正常塞曼效应的规律，而具有更为复杂的塞曼分裂。

这现象在以后的30年间一直困扰着物理学界，从而被称为反常塞曼效应。

1925年乌仑贝克和古兹米特为了解释反常塞曼效应和光谱线的双线结构，提出了电子自旋的假设。

应用这一假设能很好地解释反常塞曼效应。

也可以说：反常塞曼效应是电子自旋假设的有力根据之一。

普列斯顿(Preston)对塞曼效应实验的结果进行了深入研究，1898年发表了普列斯顿定则。

即同一类型的线系，具有相同的塞曼分裂。

龙格(Runge)和帕邢(Paschen)也进行了大量的实验研究，1907年发表了龙格定则。

即将所有塞曼分裂的图象，都可用正常塞曼效应所分裂的大小(做为一个洛仑兹单位)的有理分数来表示(见附注一)从他归纳钩结果中可以一目了然地看到所有塞曼分裂的图象和规律。

综上所述。

反常塞曼效应的研究推动了量子理论的发展和实验手段的进步，近年来在原子吸收光谱分析中用它来扣除背景，以提高分析的精度。

该实验证实了原子具有磁矩、自旋磁矩和空间量子化，迄今仍是研究原子能级结构的重要手段之一。

近代物理实验——塞曼效应实验一、实验简介如果把光源置于足够强的磁场中，则光源发出的大部分单色光都分裂为若干条偏振的谱线，分裂的条数随能级的类别而不同。

这种现象被称为塞曼效应。

塞曼效应是1896年荷兰物理学家塞曼发现的，洛伦兹对此作出了令人满意的解释。

塞曼效应的发现及其解释对研究原子中电子的角动量和反应角动量耦合作用的朗德因子等原子结构的信息有重要的作用，因此，两人于1902年获得了诺贝尔物理学奖。

本实验将采用光栅摄谱仪的方法来研究这一现象。

二、实验目的1.观察塞曼效应；2.利用塞曼裂矩，计算电子的质核比e/m e；三、实验原理1.塞曼效应概念：将光源放到磁场中，观察到光谱线发生分裂。

原因是原子的能级发生了分裂，根据原子物理学知识，原子中的电子在磁场中的附加能量为：∆E=MgμB B其中g是朗德因子：g=1+J(j+1)−L(L+!)+S(S+1)2J(J+1)2.能级E1与E2之间的跃迁如果产生频率为γ的光，在磁场中上下能级都发生分裂，分裂后的谱线与原谱线的频率差为：∆γ=(m2g2−M1g1)μB B/ℎ其中μB是玻尔磁子：μB=eℎ4πm 得：∆γ=（m2g2−M1g1）eℎ4πmB用波数差表示为：∆σ=（m2g2−M1g1）e4πmcB导出电子的荷质比为：em =()22114cm g m gπσ∆-(em理论值是1.76*1011C/kg）3．观察塞曼效应的方法：F-P标准具光路图，标准具由两块平板玻璃构成，形成干涉极大的条件是：2ndcosθ=kλ（一组同心圆）由于tanθ=D2⁄f，在θ很小时：θ=sinθ=tanθ所以cosθ=1−2sin2θ2=1−12tan2θ=1−D28f2最后推导出波数差： ∆σ=12d （D b2−Da2D k−12−Dk2）含义：Dk与Dk-1是分裂前相邻两个圆环的直径，Db与Da是分裂后同一级次两个圆环的直径（注意计算中∆σ的单位是cm-1）磁感应强度：B=1.2T四、实验仪器摄谱仪、Fe弧光源、Hg放电管五、实验内容1.摄谱和反射镜Bs在摄（1）调整外光路，使得汞放电管发出的光辐射经透镜L1谱仪入射狭缝上成像。

实验一塞曼效应塞曼效应实验是近代物理中的一个重要实验，它证实了原子具有磁矩和空间量子化，可由实验结果确定有关原子能级的几个量子数如M，J和g因子的值，有力地证明了电子自旋理论，各高等院校都普遍开设了此实验。

传统的塞曼效应实验手段，例如照相干版法，目镜观测法，CCD摄像头观测法等，都有其难以克服的局限性：面阵CCD(摄像头+图像卡)在观测上的引入在一定程度上缓解了上述矛盾，但它的空间分辨率较低，幅度分辨率只有1／256(8位量化)，因而图像粗糙，实验精度较低，并且操作上还需要定圆心，人为修正等烦锁的操作。

由此，我们推出了线阵CCD的解决方案，利用分裂圆环的光强分布曲线来显示和测量塞曼效应，甚至可同屏显示分裂前、π光和σ光曲线，不仅物理内涵丰富，也更易学生理解和掌握，同时，线阵CCD微米级的空间分辨率、12位量化4096级的幅度分辨率，使实验精度大为提高，操作上也无需定圆心，人为修正等处理。

本实验由硬件和软件（祥看说明书）两部分组成。

本套仪器的硬件部分主要由三个部分组成：CCD采集盒、计算机数据采集盒和成像透镜部分。

各部分连接示意图图1如下：图1仪器的硬件部分组成1．CCD采集盒的核心器件是一个数千像元的CCD线阵，它可以将照射在其上的光强信号转化为模拟电信号，实时送往计算机数据采集盒。

每一个CCD线阵具体的指标参数，请详见其CCD采集盒上的铭牌。

2．计算机数据采集盒将由CCD采集盒送来的光强模拟电信号经12位A／D转换后量化为4096级数字信号，交给ZEEMAN软件处理。

它通过USB接口与计算机相连。

3．成像透镜部分由遮光罩和成像透镜组成。

前端仪器产生的光信号经过成像透镜会聚，在CCD线阵上产生实像，从而进行光／电变换。

一、实验目的1．掌握塞曼效应理论，确定能级的量子数与朗德因子，绘出跃迁的能级图；2．掌握法布里-珀罗标准具的原理及使用；3．熟练掌握光路的调节：4．了解线阵CCD器件的原理和应用。

广东第二师范学院实验预习报告
μ（见图1。

总轨道磁矩L μ与总轨道角动量L P 的关系为：;2L L P m
= 与总自旋角动量S P 的关系为：S S S P m
m
μ=
与总角动量J P 不共线，平行的分量J μμ≡和垂直的分量J P 旋进时μ的平均为零，因此原子的有效磁矩是μ，它与J P 2J J g
m
μ= 为总轨道角动量量子数，S 为总自旋量子数，
cos e
B B g
P B μβ⋅=- 在磁场中的取向（投影）是量子化的，即： cos ,J P M 为磁量子数。

因此， B 'ν表示为：
22'(M g ν='ν
10m，欲观察如此小的波长差，普通棱镜必须使用高分辨本领的光谱仪器。

因此，我们在实验中采用高分辨率仪器，即法布
ν
'
图7分裂后π成分实拍图
()()
22'2'2221'4()
b
a b a k k D D D D d D D ν--+-=
-
思考与讨论：
，。

一、实验目的1. 观察并记录塞曼效应现象，理解其产生原理。

2. 学习并掌握利用塞曼效应测量电子荷质比的方法。

3. 理解塞曼效应在原子结构、分子结构等方面的应用。

二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场作用下，原子光谱线发生分裂的现象。

根据半经典模型，电子在原子中具有轨道角动量和自旋角动量，两者合成总角动量。

当原子处于外磁场中时，总角动量与磁矩相互作用，导致能级分裂。

根据量子力学理论，电子在原子中具有轨道角动量量子数l、自旋角动量量子数s 和总角动量量子数j。

在外磁场作用下，总角动量与磁矩相互作用，导致能级分裂成(2j+1)个能级。

能级分裂的能量差ΔE与磁感应强度B、玻尔磁子μB和朗德因子g有关，即ΔE = gjμBB。

实验中，通过观察光谱线的分裂情况，可以测量磁感应强度B、电子荷质比等物理量。

三、实验仪器与设备1. 光谱仪：用于观察原子光谱。

2. 磁场发生器：用于产生外磁场。

3. 电源：为磁场发生器提供电源。

4. 计算器：用于计算数据。

四、实验步骤1. 将原子气体充入光谱仪，调整光谱仪使其对准原子气体。

2. 打开磁场发生器，调节磁场强度，观察光谱线的分裂情况。

3. 记录不同磁场强度下的光谱线分裂数据。

4. 根据实验数据，计算磁感应强度B、电子荷质比等物理量。

五、实验结果与分析1. 观察到在外磁场作用下，原子光谱线发生分裂，分裂成若干条偏振谱线。

2. 根据实验数据，计算得到磁感应强度B和电子荷质比。

（此处省略具体计算过程和结果）六、实验结论1. 通过实验验证了塞曼效应现象，理解了其产生原理。

2. 学会了利用塞曼效应测量电子荷质比的方法。

3. 理解了塞曼效应在原子结构、分子结构等方面的应用。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免磁场对人体的危害。

2. 调节磁场强度时，要缓慢进行，避免磁场突变对实验结果的影响。

3. 记录实验数据时，要准确无误。

八、实验总结本实验通过观察塞曼效应现象，掌握了利用塞曼效应测量电子荷质比的方法。

第1篇一、实验背景塞曼效应是指在外磁场作用下，原子光谱线发生分裂的现象。

该效应是量子力学和原子物理学中的一个重要实验，通过观察和分析塞曼效应，可以研究原子的能级结构、电子的角动量和自旋等基本物理量。

本实验旨在通过实验验证塞曼效应，并分析实验过程中可能出现的误差。

二、实验原理1. 塞曼效应的原理当原子置于外磁场中时，原子内部电子的轨道角动量和自旋角动量会相互作用，产生总角动量。

总角动量在外磁场中具有量子化的取向，导致原子能级发生分裂，从而产生塞曼效应。

2. 塞曼效应的能级分裂根据量子力学理论，原子在外磁场中的能级分裂可表示为：ΔE = -μB·g·J(J+1)其中，ΔE为能级分裂能量，μB为玻尔磁子，g为朗德因子，J为总角量子数。

三、实验方法1. 实验仪器本实验采用光栅摄谱仪、电磁铁、聚光透镜、偏振片、546nm滤光片、F-P标准具等仪器。

2. 实验步骤（1）将光栅摄谱仪调整至最佳状态，确保光谱清晰。

（2）将电磁铁的磁场强度调整至预定值。

（3）将汞灯发射的光通过546nm滤光片，使其成为单色光。

（4）将单色光通过电磁铁，使其在磁场中发生塞曼效应。

（5）通过光栅摄谱仪观察和记录塞曼效应的分裂谱线。

（6）调整电磁铁的磁场强度，重复实验步骤，记录不同磁场强度下的分裂谱线。

四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们观察到汞原子546.1nm谱线在磁场中发生了分裂，分裂谱线的条数与磁场强度有关。

2. 误差分析（1）系统误差1）仪器误差：光栅摄谱仪、电磁铁等仪器的精度和稳定性会影响实验结果，导致系统误差。

2）环境误差：实验过程中，环境温度、湿度等因素的变化也会对实验结果产生一定影响。

（2）随机误差1）人为误差：实验操作过程中，如调整仪器、记录数据等环节，可能存在人为误差。

2）测量误差：测量磁场强度、光谱线强度等物理量时，可能存在测量误差。

（3）数据处理误差1）谱线识别误差：在观察和分析分裂谱线时，可能存在谱线识别误差。

中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩：班级： 姓名： 同组者： 教师：塞曼效应实验【实验目的】1、观测塞曼效应，把实验结果与理论结果进行比较。

2、学习测量塞曼效应的实验方法。

3、测量在磁场中谱线裂距并计算荷质比。

【实验原理】1、 谱线在磁场中的塞曼分裂原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩。

总磁矩在磁场中将受到力矩的作 用而绕磁场方向旋进。

旋进所引起的附加能量为B Mg E B μ=∆ （1—1）其中M 为磁量子数，B μ为波尔磁子，B 为磁感应强度，g 为朗德因子。

无磁场时的一个能级， 在外磁场的作用下将分裂成（2J+1）个等间隔的子能级，能级间距为B Mg B μ。

无外磁场时，能级E1和E2之间的跃迁产生频率为ν的光，即 12E -E h =ν。

而在磁场中， 能级E1和E2都发生分裂，一条光谱线将变为几条光谱线。

如果是分裂为三条，称为正常塞曼效应，多于三条的称为反常塞曼效应。

新谱线的频率ν'与能级的关系为 ）E E （-）E E （h 1122∆+∆+='ν B ）g M -g M （h B 1122μν+= （1—2） 代入波尔磁子11B 7.46B mc4eBL 以及洛仑兹单位m 4he --∙⨯===T m ππμ，则用波数表示为 L ）g M -g M （1122=∆ν （1—3）有塞曼跃迁的选择定则：1，0M ±=∆。

2、 观测塞曼分裂的方法本实验中，我们采用法布里-波罗标准具，其简称F-P 标准具。

（1）F-P 标准具的结构和性能F-P 标准具的光路如图1—1所示。

自扩展光源S 上任一点发出的单色光射到标准具板的 平行平面上，经过M1和M2表面的多次反射 和透射，分别形成一系列相互平行的反射光束1、2、3、4、…和透射光速1’、2，、3，、4‘…在 透射的光束中，相邻两光束的光程差为θδndcos 2=，这一系列平行并有确定光程差的光束在无穷远处或透镜的焦平面上成干涉像。

实验题目：塞曼效应实验目的：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。

实验仪器：塞曼效应实验平台仪器，磁感应强度测量仪，底片，秒表等。

实验原理：（点击跳过实验原理） 1．谱线在磁场中的能级分裂对于多电子原子，角动量之间的相互作用有LS 耦合模型和JJ 耦合某型。

对于LS 耦合，电子之间的轨道与轨道角动量的耦合作用及电子间自旋与自旋角动量的耦合作用强，而每个电子的轨道与自旋角动量耦合作用弱。

原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩。

总磁矩在磁场中受到力矩的作用而绕磁场方向旋进，可以证明旋进所引起的附加能量为B Mg E B μ=∆ （1） 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。

朗德因子g 表征原子的总磁矩和总角动量的关系，定义为 )1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g （2）其中L 为总轨道角动量量子数，S 为总自旋角动量量子数，J 为总角动量量子数。

磁量子数M 只能取J ，J-1，J-2，…，-J ，共（2J+1）个值，也即E ∆有（2J+1）个可能值。

这就是说，无磁场时的一个能级，在外磁场的作用下将分裂成（2J+1）个能级。

由式（1）还可以看到，分裂的能级是等间隔的，且能级间隔正比于外磁场B 以及朗德因子g 。

能级E 1和E 2之间的跃迁产生频率为v 的光， 12E E hv -=在磁场中，若上、下能级都发生分裂，新谱线的频率v ’与能级的关系为B g M g M hv E E E E E E E E hv B μ)()()()()('112212121122-+=∆-∆+-=∆+-∆+= 分裂后谱线与原谱线的频率差为hBg M g M v v v B μ)('1122-=-=∆ （3）代入玻尔磁子mehB πμ4=，得到 B meg M g M v π4)(1122-=∆（4） 等式两边同除以c ，可将式（4）表示为波数差的形式 B mceg M g M πσ4)(1122-=∆ （5）令 mceBL π4=则 L g M g M )(1122-=∆σ （6） L 称为洛伦兹单位，117.46--⋅⨯=T m B L （7） 塞曼跃迁的选择定则为：0=∆M ，为π成为，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0=∆J 时，02=M 到01=M 的跃迁被禁止；1±=∆M ，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，1+=∆M 为右旋圆偏振光，1-=∆M 为左旋圆偏振光。

近代物理实验陈说之公保含烟创作塞曼效应实验学院班级姓名学号时间 2014年3月16日塞曼效应实验实验陈说【摘要】：本实验通过塞曼效应仪与一些察看装置察看汞（Hg）546.1nm 谱线（3S1→3P2跃迁）的塞曼分裂，从实际上解释、剖析实验现象，然后给出横效应塞满分裂线的波数增量，最后得出荷质比.【关键词】：塞曼效应、汞546.1nm、横效应、塞满分裂线、荷质比【引言】：塞曼效应是原子的光谱线在外磁场中呈现分裂的现象，是1896年由荷兰物理学家塞曼发现的.首先他发现，原子光谱线在外磁场发作了分裂；随后洛仑兹在实际上解释了谱线分裂成3条的原因，这种现象称为“塞曼效应”.在后来进一步研究发现，很多原子的光谱在磁场中的分裂情况有别于前面的分裂情况，更为复杂，称为失常塞曼效应.塞曼效应的发现使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解，塞曼效应证实了原子磁矩的空间量子化，为研究原子构造提供了重要途径，被认为是19世纪末20世纪初物理学最重要的发现之一.应用塞曼效应可以丈量电子的荷质比.在天体物理中，塞曼效应可以用来丈量天体的磁场.本实验采用Fabry-Perot（以下简称F-P）标准具察看Hg的546.1nm谱线的塞曼效应，同时应用塞满效应丈量电子的荷质比.【正文】：一、塞曼分裂谱线与原谱线关系1、磁矩在外磁场中受到的作用(1)原子总磁矩在外磁场中受到力矩的作用：其效果是磁矩绕磁场方向旋进，也就是总角动量（P J）绕磁场方向旋进.(2)磁矩在外磁场中的磁能：由于或在磁场中的取向量子化，所以其在磁场方向重量也量子化：∴原子受磁场作用而旋进引起的附加能量M为磁量子数g为朗道因子，表征原子总磁矩和总角动量的关系，g随耦合类型分歧（LS耦合和jj耦合）有两种解法.在LS耦合下：其中：L为总轨道角动量量子数S为总自旋角动量量子数J为总角动量量子数M只能取J，J-1，J-2 …… -J（共2J+1）个值，即ΔE有(2J+1)个能够值.无外磁场时的一个能级，在外磁场作用下将分裂成（2J+1）个能级，其分裂的能级是等距离的，且能级距离2、塞曼分裂谱线与原谱线关系：(1) 根本动身点：∴分裂后谱线与原谱线频率差由于为方便起见，常暗示为波数差定义为洛仑兹单元：3、谱线的偏振特征：塞曼跃迁的选择定则为：ΔM=0 时为π成份（π型偏振）是振动方向平行于磁场的线偏振光，只有在垂直于磁场方向才华察看到，平行于磁场方向察看不到；但当ΔJ=0时，M2=0到M1=0的跃迁被制止.当ΔM=±1时，为σ成份，σ型偏振垂直于磁场，察看时为振动垂直于磁场的线偏振光.平行于磁场察看时，其偏振性与磁场方向及察看方向都有关：沿磁场正向察看时（即磁场方向分开察看者：U）ΔM= +1为右旋圆偏振光（σ+偏振）ΔM= -1为左旋圆偏振光（σ-偏振）也即，磁场指向察看者时：⊙ΔM= +1为左旋圆偏振光ΔM= -1为右旋圆偏振光剖析的总思路和总原则:在辐射的进程中，原子和收回的光子作为整体的角动量是守恒的.原子在磁场方向角动量为：∴在磁场指向察看者时：⊙当ΔM= +1时，光子角动量为，与同向电磁波电矢量绕逆时针方向转动，在光学上称为左旋圆偏振光.ΔM= -1时，光子角动量为，与反向电磁波电矢量绕顺时针方向转动，在光学上称为右旋圆偏振光.例：Hg 5461Å谱线，{6S7S}3S1→ {6S6P}3P2能级跃迁发作分裂后，相邻两谱线的波数差实验办法：察看塞曼分裂的办法：塞曼分裂的波长差很小由于以Hg 5461 Å谱线为例当处于B=1T的磁场中要察看如此小的波长差，用一般的棱镜摄谱仪是不成能的，需要用高分辨率的仪器，如法布里—珀罗标准器（F—P标准具）. F—P标准具由平行放置的两块平面板组成的，在两板相对的平面上镀薄银膜和其他有较高反射系数的薄膜.两平行的镀银平面的距离是由某些热膨胀系数很小的资料做成的环固定起来.若两平行的镀银平面的距离不成以改动，则称该仪器为法布里—珀罗干预仪.标准具在空气中使用时，干预方程（干预极年夜值）为标准具有两个特征参量自由光谱范围和分辨身手.自由光谱范围的物理意义：标明在给定距离圈原度为d的标准具中，若入射光的波长在λ～λ+Δλ间（或波数在间）所发作的干预圆环不重叠，若被研究的谱线波长差年夜于自由光谱范围，两套花纹之间就要发作重叠或错级，给剖析带来困难，因此在使用标准具时，应依据被研究对象的光谱波长范围来确定距离圈的厚度.分辨身手：（）：关于F—P标准具N为精密度，两相邻干预级间能够分辨的最年夜条纹数R为反射率，R一般在90%（当光近似于正入射时）例如：d=5mm，R=90%，λ=546.1nm时Δλ二、实验仪器与装置该实验可采用多种仪器与办法，一般常常使用的是在塞曼效应仪上加以分歧的察看装置.察看塞曼效应的实验装置图如下所示：—P标准具上，由偏振片鉴别π成分和σ成分，再经成像透镜将干预图样成像在摄谱仪胶片或望远镜CCD光敏面处.察看塞曼效应时，可将电磁铁极中的芯子抽出，磁极转90º，光从磁极中心痛过.将1/4波片置于偏振片前方，转动偏振片可以观测σ成分的左旋和右旋圆偏振光.本实验室的WPZ—II/IIA塞曼效应仪，采用CCD望远镜察看，计算机收集图像并处置，整套仪器组成如下图：三、实验目的1.察看塞曼效应仪，了解实际学习内容.2.掌握丈量波长差的原理.3.丈量荷质比.四、实验内容与办法本实验通过塞曼效应仪与一些察看装置察看汞（Hg）546.1nm谱线（3S1→3P2跃迁）的塞曼分裂，用F—P标准具丈量波长差及电子的荷质比.1.将汞灯调节到磁场最强处，按上图调整光学系统，调节各光学部件同轴等高.注意：调节共轴等高是本实验的一个关键点也是一个难点，可以采用二次成像法来调节.二次成像法：应用凸透镜能在较近与较远处成像，通过察看这两个清晰像的中心相同来调节共轴等高.2.察看汞（Hg）546.1nm谱线在B=0与B≠0时的物理图像.转动偏振片，反省横效应和纵效应下分裂的成分.（本实验主要研究横效应）3.丈量与数据处置：将横效应的 成分察看到的图像保管成jpg或bmp格式，用塞曼效应剖析软件丈量出k、k-1和k-2级各干预圆环的直径，用特斯拉计丈量汞灯处的磁场B.应用已知常数d （d=2mm）及公式计算出∆v，再计算e/m.五、实验数据及结论1.实验数据：×1011C/kg.实验测得：加磁场时汞灯处B=1235mT，B=0时能级图：B=1.235T 时的能级图：从图中我们可以清楚的看到，在加磁场后，汞546.1nm 谱线明显发作塞曼分裂，每一条谱线分裂成3条（有横效应的前提）.用塞曼效应剖析软件处置后后果为：从图中我们可以看出所失掉的电子的荷质比为1.865（此处未加上数量级），与实际的1.7588的误差为：%04.6%1007588.17588.1865.1=⨯-.（误差发作的原因有两方面：1.软件处置时画圆定点不足仔细，2.调节共轴等高时有一定误差）同时，本实验由于时间等原因未能停止屡次丈量.2.实际计算我们知道实际)(7.4611--=∆T m B υ，因为mc eB g M g M πλλυ4111122)-(=-'=∆,代入实际的荷质比（e/m ）与实际的磁场强度B ，后得出81.01122=-g M g M ，而实际)()()()(22122λλλλλλυk k k k D D D D k -∆±-1±=∆-，代入后果图中的数据得50≈∆υ，同时将公示复杂变形后能得出荷质比1110884.1/⨯=m e ，与软件得出后果较为接近.3.误差剖析1）调节共轴等高的时候存在误差.2）软件处置画圆时存在误差.3）实验自己存在的误差.六、实验反思塞曼效应实验作为一个经典的物理现象，在实验进程中我们基天性看到所预期的现象，但总是存在所成的图像不足完善.造成这一问题的根来源根基因在于调节共轴等高，如果这个调好了，那么整个实验是会相当顺利的.最后经过这次实验我对上个学期原子物理中实际上所学的塞曼效应有了更深入的了解.。

第1篇摘要：本实验旨在探究塞曼效应这一经典物理现象，通过实验验证了原子在外磁场中能级分裂的理论，并对其进行了定量分析。

实验采用光栅摄谱仪、阿贝比长仪等设备，对汞原子谱线的分裂情况进行了观测，并据此估算了外加磁感应强度。

一、实验目的1. 观察塞曼效应现象，了解原子在外磁场中能级分裂的基本规律。

2. 掌握光栅摄谱仪、阿贝比长仪等实验仪器的操作方法。

3. 通过实验验证塞曼效应的理论，并对其定量分析。

二、实验原理塞曼效应是指在外加磁场作用下，原子能级发生分裂，从而导致谱线发生偏振和分裂的现象。

根据半经典模型，原子磁矩在外磁场中受到力矩作用，导致能级发生分裂。

根据量子力学理论，原子总磁矩与总角动量不共线，因此在外磁场作用下，原子的能级将发生分裂。

三、实验仪器与设备1. 光栅摄谱仪：用于观测汞原子谱线的分裂情况。

2. 阿贝比长仪：用于测量光栅的焦距。

3. 电磁铁装置：用于产生外加磁场。

4. 汞灯：作为光源。

5. 聚光透镜：用于将光聚焦到光栅上。

6. 偏振片：用于观测谱线的偏振情况。

四、实验步骤1. 将汞灯放置在电磁铁装置中，调整电磁铁的电流，产生所需的外加磁场。

2. 将汞灯发出的光通过聚光透镜聚焦到光栅上，利用光栅摄谱仪观测汞原子谱线的分裂情况。

3. 通过阿贝比长仪测量光栅的焦距，计算外加磁场的强度。

4. 分析实验数据，验证塞曼效应的理论，并对其定量分析。

五、实验结果与分析1. 观察到汞原子谱线在外加磁场作用下发生分裂，分裂的条数与外加磁场的强度有关。

2. 通过计算，得到了外加磁场的强度与分裂条数之间的关系，验证了塞曼效应的理论。

3. 对实验数据进行误差分析，分析了实验过程中可能存在的误差来源。

六、结论本实验通过观测汞原子谱线的分裂情况，验证了塞曼效应的理论，并对其进行了定量分析。

实验结果表明，外加磁场对原子能级产生分裂，分裂的条数与外加磁场的强度有关。

本实验对理解原子在外磁场中的能级结构以及塞曼效应的产生机理具有重要的意义。