本发明专利技术公开了一种永磁式塞曼效应实验仪及其实验原理，它涉及塞曼效应技术领域，硒光电池的一侧连接有光点检流计，硒光电池的上部连接有分光仪望远镜，分光仪望远镜的上部套接有偏振片和1/4波片，1/4波片设置在偏振片的上部，1/4波片的上部设置有载物平台，载物平台上吸合有永久磁铁、滤光片和标准具，永久磁铁、滤光片和标准具一体设置，滤光片设置在两个永久磁铁的下部。它结构新颖，测量结果准确，调节方便，造价低廉，能作为分光仪的附件使用，验证了文献1（张之翔.赛曼效应的偏振问题[J].物理.1978.7(6):339）的正确性，有利于学生对塞曼效应的进一步理解。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及一种永磁式塞曼效应实验仪及其实验原理，属于塞曼效应
技术介绍
： 1896年，荷兰著名的实验物理学家塞曼（Zeeman)将光源置于强磁场中，研究磁 场对谱线的影响，结果发现，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，这一现象称为塞曼效应。由于发现了这个效应，塞曼在1902年获得诺贝尔物理学奖。这 是当时实验物理学家的重要成就之一，它使人们对物质的光谱、原子和分子的结构有了更 多的了解。塞曼效应与斯特恩一盖拉赫实验及碱金属光谱中的双线一样，有力地证明了电 子具有自旋，能级的分裂是由于电子轨道磁矩与自旋磁矩相互作用的结果。 目前现有的塞曼效应实验仪测量结果不准确，调节复杂，浪费时间，造价高，增加 实验成本，且功能单一，实用性不强，目前也没有一个实验利用塞曼效应来证明文献1 (张 之翔.赛曼效应的偏振问题.物理.1978. 7(6):339)的正确性，给学生的理解带来一定 的困难。
技术实现思路
： 针对上述问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种永磁式塞曼效应实验仪及其 实验原理。 本专利技术的一种永磁式塞曼效应实验仪及其实验原理，它包含硒光电池、光点检流 计、分光仪望远镜、偏振片、1/4波片、滤光片、永久磁铁、载物平台和标准具；硒光电池的一 侧连接有光点检流计，硒光电池的上部连接有分光仪望远镜，分光仪望远镜的上部套接有 偏振片和1/4波片，1/4波片设置在偏振片的上部，1/4波片的上部设置有载物平台，载物平 台上吸合有永久磁铁、滤光片和标准具，永久磁铁、滤光片和标准具一体设置，滤光片设置 在两个永久磁铁的下部。 作为优选，本专利技术的实验原理为：将光源置于外磁场中，则垂直于磁场方向进行的 光，一条谱线分裂为三条，这三条均是线偏振光，中间一条的振动方向平行于磁场，叫分 量；旁边两条的振动方向垂直于磁场，叫S分量，理论和实验表明，π分量的频率等于原谱 线无磁场时的频率V。，δ分量的频率为（V()+AV)和（Vti-A v);两个δ分量的光强度相等， η分量的光强度是每一个S分量的两倍，而三者的光强度之和等于原谱线的光强度，这就 是简单塞曼效应的横效应；沿着磁场方向行进的光，一条谱线分裂成为两条，这两条都是圆 偏振光，它们的频率分别与横效应中的两个S分量频率相同，高频（V(]+AV)是一条左旋圆 偏振光，低频（Vc-Av)是一条右旋圆偏振光，它们强度相等，其和等于原谱线的强度，这就 是简单的塞曼效应的纵效应； 对于沿着与磁场方向成Θ角（〇〈 Θ〈2 π )行进的光，其谱线的偏振状态和光强度 问题，文献应用量子力学方法，详细推证了 m减值的跃迀（m = m' -I) ;m增值的跃迀 +1) ;m不变的跃迀（m = m')几种情况； 实验中，将偏振光片的振动面垂直放在磁场B与光线行进方向构成的平面内，转 动偏振片，使其始终保持与该平面垂直，当磁场方向改变或观察方向（Θ角）改变时，在任 意位置Θ上秀过偏振光片的总光强 在Θ = O位置，透过偏振片的总光强为 在Θ = JI/2位置，透过偏振片的总光强 10 = I。/4+1。/4 = 1。/2 (3) 此时若取下偏振片，则有 I0=I 〇++1〇 +In= I 〇/4+I〇/4+I〇/2 = I0 (4) 根据文献的推导，由于式⑴令I e = y ;a。= I Q^a1= I。/2 ;cos2 Θ = X，应 用一元线性回归法处理数据，可以求出Ic。如果Ic的值与纵效应的直接测量值在测量误差 允许范围内相等，则文献的量子力学方法推论是正确的。 本专利技术的有益效果为：它结构新颖，测量结果准确，调节方便，造价低廉，能作为分 光仪的附件使用，验证了文献1 (张之翔.赛曼效应的偏振问题.物理.1978. 7 (6) : 339) 的正确性，有利于学生对塞曼效应的进一步理解。【附图说明】： 为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。 图1为本专利技术中永磁式塞曼效应实验仪的结构示意图， 图2为本专利技术中光在任意方向上的塞曼效应结构示意图，， 图3为本专利技术中标准距光路及干涉圆环的形成结构示意图， 图4为本专利技术中I e~cos2 Θ曲线图， 图5为本专利技术中在任意方向上塞曼效应的光强度和偏振， 图6为本专利技术中分光仪的测角装置和检流计测得到的结果， 图7为本专利技术中干涉环直径的测量值。 图中:D-硒光电池；G-光点检流计；T-分光仪望远镜；P-偏振片；K-1/4波片； F-滤光片；M-永久磁铁；C-载物平台；F-P-标准具。【具体实施方式】 ： 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图和附表中示出 的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术 的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发 明的概念。 如图1所示，本【具体实施方式】采用以下技术方案：它包含硒光电池 D、光点检流计 G、分光仪望远镜T、偏振片P、1/4波片K、滤光片F、永久磁铁M、载物平台C和标准具F-P ;硒 光电池 D的一侧连接有光点检流计G，硒光电池 D的上部连接有分光仪望远镜T，分光仪望 远镜T的上部套接有偏振片P和1/4波片K，1/4波片K设置在偏振片P的上部，1/4波片K 的上部设置有载物平台C，载物平台C上吸合有永久磁铁M、滤光片F和标准具F-P，永久磁 铁M、滤光片F和标准具F-P -体设置，滤光片F设置在两个永久磁铁M的下部。 进一步的，本专利技术的实验原理为：将光源置于外磁场中，则垂直于磁场方向进行的 光，一条谱线分裂为三条，这三条均是线偏振光，中间一条的振动方向平行于磁场，叫分 量；旁边两条的振动方向垂直于磁场，叫S分量，理论和实验表明，π分量的频率等于原谱 线无磁场时的频率V。，δ分量的频率为（V()+AV)和（Vti-A v);两个δ分量的光强度相等， η分量的光强度是每一个S分量的两倍，而三者的光强度之和等于原谱线的光强度，这就 是简单塞曼效应的横效应；沿着磁场方向行进的光，一条谱线分裂成为两条，这两条都是圆 偏振光，它们的频率分别与横效应中的两个S分量频率相同，高频（V(]+AV)是一条左旋圆 偏振光，低频（Vc-Av)是一条右旋圆偏振光，它们强度相等，其和等于原谱线的强度，这就 是简单的塞曼效应的纵效应，如图2所示； 对于沿着与磁场方向成Θ角（〇〈 Θ〈2 π )行进的光，其谱线的偏振状态和光强度 问题，文献应用量子力学方法，详细推证了 m减值的跃迀（m = m' -I) ;m增值的跃迀 +1) ;m不变的跃迀（m = Iii')几种情况。 实验中，将偏振光片的振动面垂直放在磁场B与光线行进方向构成的平面内，转 动偏振片，使其始终保持与该平面垂直，当磁场方向改变或观察方向（Θ角）改变时，由图 5得知，在任意位置Θ上秀过偏振光片的总光强 在Θ = 〇位置，透过偏振片的总光强为(2) 在θ = π/2位置，透过偏振片的总光强 10 = I。/4+1。/4 = 1。/2 (3) 此时若取下偏振片，则有 I e = I 〇 ++1 〇 +1 π = I 〇/4+I〇/4+I〇/2 = I0 (4) 根据文献的推导，由于式⑴令I e = y ;a。= I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁式塞曼效应实验仪，其特征在于：它包含硒光电池(D)、光点检流计(G)、分光仪望远镜(T)、偏振片(P)、1/4波片(K)、滤光片(F)、永久磁铁(M)、载物平台(C)和标准具(F‑P)；硒光电池(D)的一侧连接有光点检流计(G)，硒光电池(D)的上部连接有分光仪望远镜(T)，分光仪望远镜(T)的上部套接有偏振片(P)和1/4波片(K)，1/4波片(K)设置在偏振片(P)的上部，1/4波片(K)的上部设置有载物平台(C)，载物平台(C)上吸合有永久磁铁(M)、滤光片(F)和标准具(F‑P)，永久磁铁(M)、滤光片(F)和标准具(F‑P)一体设置，滤光片(F)设置在两个永久磁铁(M)的下部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张皓晶，温元斌，张雄，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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