实验重点内容—概念和方法
一. 全息照相
重要内容:全息的内涵,相干光的三要素(w相同,相位差相同,振动方向相同。(学会用来分析),激光光源的必要性,全息照相的图像特点1,不用透镜就有成像作用2,全息图的一小块任然可以再现物体的像(需参考光还原物光,立体感,局部-全部),参考光是必需的(在干涉、衍射)。
拍摄中注意:1)同一光源,根据光子自相干涉2)光程差越小越好,根据根据光子自相干涉以及波列长度有限3)机械稳定,根据光程差恒定4)物光、参考光光强比适当,根据干涉项光强构成4)两入射光夹角适当,根据偏振以及空间分辨率5)曝光时间及暗室处理适当,根据τ-ε线性关系。
激光特性:相干光源(超过干涉长度不相干)
二. 光泵磁共振
概念:原子的精细结构-超精细结构-塞曼分裂的来由,塞曼分裂的大小与外磁场大小和g因子成正比。
正确数值:87Rb g=1/2, 85Rb g=1/3 实验报告订正:
第一种方法求g因子:
? ν固定时,87Rb共振B小(先出现),信号小,因含量小;ν固定时,85Rb共振B
大(后出现),信号大,含量大。 ? 对87Rb 0.4?106Hz?6.63?10-34J?S?0.12?4.7?10-4T?9.27?10-24J?T?1 ? 对85Rb 0.4?106Hz?6.63?10-34J?S?0.18?4.7?10-4T?9.27?10-24J?T?1 第二种方法求g因子:
? B固定时,共振ν小的是85Rb(先出现),共振ν大的是87Rb(后出现)。
8587
? B电B地反方向时,Rb 800- Rb 1200 KHz ? B电B地同方向时,85Rb 1100-87Rb 1700 KHz
?
h????g??B?,???是电磁场换向前后的共振频率差;?B?是电磁场换向前后磁场强度差。对于87Rb和85Rb,因为?B?是相同的,而且87Rb g=1/2>85Rb g=1/3,所以87???>85???,1700-1200约为1100-800的1.3倍。
? ?B?即2B地约0.7高斯(1高斯Gauss=10-4特斯拉T),1A电流约对应4.7高斯 ? 地磁场和扫场直流分量产生直流磁场,会影响测量结果,但可以用适当方法消除。
对于它们的水平分量:第一种方法,最小二乘法,……;第二种方法, 地磁场和扫场磁场同时换向, ……。对于地磁场垂直分量:……当正好和电磁场垂直分量相抵消时,光抽运信号有极大值。B?是用光抽运信号确定。2B??B??B地
思考题:D2,影响D1σ发生光抽运: 例如D2 光引起基态52S1/2能级的mF=+2受激跃迁到52P3/2能级的mF=+3从而破坏了粒子只能在52S1/2能级的mF=+2富集(即光泵,光抽运)的格局。
22三. 拉曼光谱
(1) 拉曼光谱研究分子的能级
(2) 拉曼光谱线分布在瑞利散射线(波长等于入射波长)双侧,随入射波长的改变而
整体改变
(3) 拉曼光谱线相对于瑞利散射线波数的位移增加和减少对称,波数位移的大小反映
出分子的能级的大小,斯托克斯线(波长增加波数减少)、反斯托克斯线(波长减少波数增加) (4) 斯托克斯线是从低能级经虚态回到高能级、反斯托克斯线是从高能级经虚态回到
低能级,由玻尔兹曼分布:低能级状态分布几率比高能级多,所以斯托克斯线光强大于反斯托克斯线。
(5) 光学各向异性:一个固定的分子,对外来电磁波的响应电偶极矩方向不同于电磁
波电场的方向。
(6) 退偏:对于入射偏振光,散射光却不是与入射光同偏振方向的偏振光。
(7) 退偏比是描述退偏的量。ρ=0,表明散射光完全偏振,分子对称振动多,各向异
性率γ=0;ρ=3/4,表明A?0,平均极化率为零,散射光完全退偏,分子非对? ? ?
称振动多。
怎样调节外光路:聚光镜,凹面反射镜,内外光路共轴,束腰在光轴,避免不合理的强光进入谱仪。
判断激光束处在最佳位置:束腰成像在单色仪狭缝,是否最佳位置最终通过某条拉曼谱线达到最强来判断。
判断拉曼光谱满意:1)拉曼谱线峰分辨率好, 555nm处双峰分裂清晰;2)瑞利散射峰型对称,峰位在532nm。3)拉曼谱线波数位移对称分布于瑞利散射峰两侧,且波数减小的拉曼峰比波数增大的拉曼峰强。
典型错误,没有求ρ548nm, 它恰好是ρ=0的例子。
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