塞曼效应实验报告(2)

2019-08-31 17:26

数据处理

读数1谱线 读数2读数3读数4读数平均值(mm) 71.8250 79.9100 76.8258 76.6073 76.6775 (mm) 71.8345 79.9168 76.83040 76.6260 76.6730 76.7830 76.9104 77.0065 77.0630 (mm) 71.8182 79.9200 76.8278 76.6010 76.6771 76.7760 76.8792 77.0080 77.0551 (mm) 71.8320 79.9200 76.8330 76.6208 76.6890 76.7770 76.9080 77.0080 77.0655 (mm) 71.82742 79.91670 76.82920 76.61378 76.67915 76.77955 76.89868 77.01012 77.06020 Fe标准谱线(左右两条) 无磁场时Hg待测谱线 Hg在磁场中的分裂待测谱线(从左至右) 76.7822 76.8971 77.0180 77.0572 表格1各谱线位置在阿贝比长仪下的读数

5.2由得到的各谱线的位置运用内插法计算各谱线的波长

计算各谱线运用内插法,即公式(13),为了计算方便,将其写成以下形式:

?x??1??2??1x2?x1?(x?x1)(14)

在公式(14)中,格3: x1、x2和x分别表示波长为?1、?2和?x的谱线的位置。计算结果见表

波长实验测得值谱线位置谱线 (mm) 71.82742 79.91670 (A) 4367.5811 4352.7371 ?备注 Fe标准谱线(左右两条) 已知 无磁场时Hg待测谱线 76.82925 4358.40264 76.61378 4358.79804 4358.67808 4358.49384 4358.27524 4358.07073 4357.97884 波长实验测得值由内插法公式(14)得出。 Hg在磁场中的分裂待测谱线(从左至右) 76.67915 76.77955 76.89868 77.01012 77.06020 表格2用内插法计算各谱线的波长

5.3由已测得的Hg在磁场中的分裂光谱线估算磁感应强度,见表格4:

Hg在磁场中的分裂谱线波长?与无磁场时Hg谱线的理论波数差 ?洛伦兹单位L的计算值计算出的磁感应强度值备注 (A) 4358.79804 4358.67808 4358.49384 4358.27524 4358.07073 4357.97884 (cm?1) 1.04067 0.966604 0.960205 1.34136 1.16495 1.11562 B(T) 2.23 2.07 2.06 2.87 2.49 2.39 无磁场时Hg谱线的波长已测得是4358.40264? ?2L? ?1.5L? ?0.5L? 0.5L? 1.5L? 2LA;磁感应强度由公式(12)计算得出 ?表格3磁感应强度的估算

取其平均值为对磁感应强度的估测值,即

B估=2.35T,而实际所加磁感应强度为

B实=2.2T??,相对误差为

B实?B估B实?100%?6.89%。

误差分析:

1)实验室给出的磁感应强度B与实验仪器得到的实际磁场有差异,即B并不严格等于2.2T; 2)用阿贝比长仪测量谱线位置时,由于谱线粗细不同,导致测量误差;

结论

本次实验运用光栅摄谱法观察到了在外磁场下Hg谱线的分裂情况,直接验证了塞曼效应;还以Fe谱线作为标准谱,用内插法测得了各谱线的波长,并以此故测了外加磁感应强度B,基本实现了定量验证和分析。


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