Нормальный эффект Зеемана

1. Установите магнит в положение, соответствующее поперечному эффекту Зеемана, а анализатор – в положение 0°. В этих условиях π-компонента с длиной волны исчезает, и в магнитном поле наблюдаются только 2 σ-компоненты Зеемановского триплета с длинами волн и .

2. Нажатием кнопки Capture на вкладке с изображением фотоаппарата сохраните интерференционные картины для трёх различных значений индукции магнитного поля (например, для силы тока , , ). По градуировочному графику (см. Рис.8) определите соответствующие величины индукции магнитного поля и запишите результаты в Таблицу 2. По окончании измерений уменьшите до нуля ток магнита и закройте окно Motic Like Imaging Module.

Внимание! Во избежание перегревания магнита не рекомендуется пропускать через него токи выше 8 А в течение долгого периода времени.

Таблица 2

I, А	B, Тл	Площади интерференционных колец (в порядке убывания)	, м-1	, м-1
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…

Рис. 8. Градуировочный график

3. Площадь интерференционного кольца пропорциональна квадрату его радиуса. Поэтому в расчетной формуле (12) отношения квадратов радиусов можно заменить отношением соответствующих площадей, которые можно измерить с помощью программы. Для этого на вкладке Measure в левом нижнем углу установите параметры точности:

· Единицы измерения – «um»

· Увеличение – «From_Host».

· Точность (Accuracy) – 4.

4. В пункте меню Measure выберите инструмент Circle (3 Points) или нажмите кнопку на панели инструментов. Последовательно щелкните левой кнопкой мыши в трех точках интересующего Вас кольца. После этого программа автоматически нарисует окружность, проходящую через эти 3 точки. Рядом с окружностью будут написаны ее радиус и площадь. Выполните данную операцию с интерференционными кольцами σ-компонент a и b для первых трёх порядков интерференции (см. Рис.9). Запишите в Таблицу 2 для каждого квадрата радиуса значения соответствующих площадей.

Рис. 9 – Измерение квадратов радиусов интерференционных колец σ-компонент a и b для первых трёх порядков интерференции

4. При заданной величине индукции магнитного поля рассчитайте величины и для порядков интерференции и по формулам:

, (13)

Найдите их среднее значение и погрешность .

5. Постройте график зависимости величины от . С учетом формулы (11) ожидаемая зависимость должна быть линейной с угловым коэффициентом .

6. Рассчитайте по графику угловой коэффициент k и величину магнетона Бора .

При проведении вычислений используйте следующие справочные данные:

Постоянная Планка: Дж×с;

Скорость света в вакууме: м/с;

Характеристики эталона Фабри-Перо:

Толщина пластинки: мм;

Показатель преломления для длины волны λ=643,847 нм .

Упражнение 3.