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文本内容:
塞曼效应实验报告塞曼效应实验报告
一、实验目的
1.了解塞曼效应的产生原理及现象
2.分析磁场对光源发出光束的影响
3.掌握实验操作流程及数据处理方法
二、实验原理塞曼效应是指当光束通过磁场时,光束中的传播方向会发生改变,产生与磁场方向平行的偏振现象这种现象是荷兰物理学家塞曼于1896年首先发现的塞曼效应的产生原理是磁场对光源发出光束中电子的洛伦兹力作用当光束中的电子受到磁场作用时,其运动轨迹发生改变,使得光束中的传播方向发生变化由于磁场对电子的作用力与磁场强度成正比,因此,当磁场强度增加时,光束偏振现象会更加显著
三、实验仪器与材料
1.塞曼效应实验装置
2.光源(如钠灯)
3.光电效应实验装置
4.磁场发生器
5.数据采集与处理设备(计算机、数据采集卡等)
四、实验步骤
1.光源发光开启光源,观察光源发出光束的偏振现象
2.磁场调节使用磁场发生器,调节磁场强度,观察光束偏振现象的变化
3.数据记录使用数据采集设备,记录不同磁场强度下光源发出光束的偏振数据
4.数据处理对采集到的数据进行处理,如计算光束偏振角度、绘制磁场强度与偏振角度关系图等
5.结果分析根据处理后的数据,分析磁场对光源发出光束的影响以及塞曼效应的规律
五、实验结果与数据分析
1.实验数据记录表1不同磁场强度下光源发出光束的偏振角度数据记录表(单位度)磁场强度偏振角度1偏振角度2平均偏振角度(mT)(度)(度)(度)
00005010.
210.
510.
3510020.
120.
720.
4515029.
830.
329.95••••••••••••n nln2n/2nl+n2图1磁场强度与偏振角度关系图(请在此处插入磁场强度与偏振角度关系图)
2.数据处理与结果分析
(1)计算平均偏振角度与磁场强度的关系根据表1中的数据,计算不同磁场强度下的平均偏振角度,并将结果绘制成图1中的曲线图根据曲线图,可以发现随着磁场强度的增加,平均偏振角度逐渐增大这表明磁场对光源发出光束的影响愈发显著
(2)塞曼效应的规律分析根据实验结果,可以发现当磁场强度增加时,光束的偏振角度也在增加这是因为磁场对电子的洛伦兹力作用使得电子的运动轨迹发生改变,进而导致光束的传播方向发生变化这一现象符合塞曼效应的产生原理同时,实验结果还表明塞。