塞曼效应实验
实验原理
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（PJ）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，所以其在磁场方向分量也量子化：
∴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随耦合类型不同（LS耦合和jj耦合）有两种解法。在LS耦合下：
2、塞曼分裂谱线与原谱线关系：
(1) 基本出发点：
∴分裂后谱线与原谱线频率差
由于
定义为洛仑兹单位：
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能观察到，平行于磁场方向观察不到；但当ΔJ=0时，M2=0到M1=0的跃迁被禁止。
当ΔM=±1时，为σ成份，σ型偏振垂直于磁场，观察时为振动垂直于磁场的线偏振光。 平行于磁场观察时，其偏振性与磁场方向及观察方向都有关：沿磁场正向观察时（即磁场
）
方向离开观察者：?
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，磁场指向观察者时：⊙
ΔM= +1为左旋圆偏振光 ΔM= -1为右旋圆偏振光
在辐射的过程中，原子和发出的光子作为整体的角动量是守恒的。
分析的总思路和总原则:
原子在磁场方向角动量为
∴在磁场指向观察者时：⊙B
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。
标准具在空气中使用时，干涉方程（干涉极大值）为
实验内容
1.分析在垂直于磁场与平行于磁场方向观察Hg 546.1nm谱线在磁场中的分裂，区分π，σ+，σ-谱线，并确定磁场方向。
2.设计方案，选用合适的F—P标准具和改变磁感应强度，验证塞曼分裂的裂距与磁感应强度B的关系。
3.设计方案用塞曼分裂的波数差计算电子的荷质比。 4.讨论塞曼效应研究原子内部能级结构的方法和应用。
实验仪器
F-P标准、汞灯、棱镜摄谱仪、毫特斯拉计、滤波片、1/4波片、[线]偏振片、[凸]透镜、
实验操作