Ćwiczenie 30

Normalny i anomalny efekt Zeemana

Pobierz instrukcję

Zagadnienia do opracowania.

  1. Energia stanów stacjonarnych elektronów w atomach.
  2. Liczby kwantowe stanów stacjonarnych orbit elektronowych.
  3. Moment magnetyczny powłoki elektronowej atomu:
    1. orbitalny moment magnetyczny;
    2. spinowy moment magnetyczny.
  4. Atom w stałym polu magnetycznym:
    1. precesja Larmora;
    2. częstość precesji Larmora;
    3. czynnik Landego.
  5. Wpływ pola magnetycznego na funkcje falowe i poziomy energetyczne atomu.
  6. Normalny efekt Zeemana:
    1. zeemanowskie rozszczepienie poziomów singletowych;
    2. magneton Bohra;
    3. reguły wyboru dla ∆ML;
    4. wielkość rozszczepienia atomowych linii widmowych.
  7. Teoria Lorentza:
    1. składowe π i σ rozszczepienia zeemanowskiego linii singletowych;
    2. polaryzacja składowych π i σ;
    3. normalny tryplet Lorentza.
  8. Anomalny efekt Zeemana:
    1. rozszczepienie poziomów energetycznych w przypadku anomalnego efektu Zeemana;
    2. czynnik Landego.
  9. Układ pomiarowy do badania poprzecznego i podłużnego zjawiska Zeemana.
  10. Konstrukcja i zastosowanie interferometru Fabry’ego –Pérota.
  11. Definicja światła spolaryzowanego.
  12. Zmiana charakteru polaryzacji światła za pomocą ćwierćfalówki.
  13. Parametry filtrów interferencyjnych.

Zestaw przyrządów.

  1. Kamera CCD.
  2. 2 soczewki+50 mm.
  3. 1 soczewka+300 mm.
  4. Analizator.
  5. Interferometr Fabry’ego – Pérota (rozmiar etalonu 3∙10-3m).
  6. Filtr zielony (λ= 508 nm) w oprawie.
  7. Filtr czerwony (λ= 595 nm) w oprawie.
  8. Ćwierćfalówka.
  9. Lampa kadmowa.
  10. Elektromagnes.
  11. Zasilacz lampy kadmowej.
  12. Autotransformator.
  13. Obrotowy stolik.
  14. Kondensator o pojemności 22 mF.
  15. Miernik uniwersalny.
  16. Zestaw komputerowy z oprogramowaniem Motic Image Plus 2.0 ML.

Literatura.

  1. R. Eisberg, R. Resnick – „Fizyka kwantowa atomów, cząsteczek, ciał stałych, jąder i cząstek elementarnych”, PWN, Warszawa 1983.
  2. H.A. Enge, M.R. Wehr, J.A. Richards – „Wstęp do fizyki atomowej”, PWN, Warszawa 1983.
  3. Z. Leś – „Wstęp do spektroskopii atomowej”, PWN, Warszawa 1969.
  4. R.I. Sołouchin – „Optyka i fizyka atomowa”, PWN, Warszawa 1982.
  5. H. Haken, H.Ch. Wolf – „Atomy i kwanty. Wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej”, PWN, Warszawa 1997.
  6. D. Kunisz – „Fizyczne podstawy emisyjnej analizy widmowej”, PWN, Warszawa 1973.
  7. W.A. Shurcliff, S.S. Ballard – „Światło spolaryzowane”, PWN, Poznań 1968.
  8. A. Kopystyńska – „Wykłady z fizyki atomu”, PWN, Warszawa 1989.
  9. R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – „Feynmana wykłady z fizyki”, T. II, cz.2; T.III., PWN, 2004.
  10. V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – „Podstawy fizyki współczesnej”, PWN, Warszawa 1981.
  11. PHYWE “Laboratory Experiment Physics”, 5.1.10-05 Zeeman Effect, www.phywe.com.
  12. E.U. Condon & G.H. Shortley – “The Theory of Atomic Spectra”, Athenaeum Press Limited, Newcastle upon Tyne 1991.
  13. H.A. Enge, M.R. Wehr, J.A. Richards – “Introduction to Atomic Physics”, Addison-Wesley, Reading-Mass, 1981.
  14. W.A. Shurcliff, S.S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton, N.Y. 1964.
  15. V. Acosta, C.L. Cowan, B.J. Graham – “Essentials of Modern Physics”, Harper & Row, N.Y. 1973.
  16. H. Haken, H.Ch. Wolf – “The Physics of Atoms and Quanta”, Springer, 2000.
  17. R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands – “The Feynman Lectures on Physics”, Vol. II, Part 2 & Vol.III., Addison – Wesley, 2005.