CCD是电荷耦合器件的简称。它是一种金属-氧化物-半导体结构的新型器件，具有光电转换、信息存储和信号传输（自扫描）的功能，在图像传感、信息处理和存贮多方面有着广泛的应用。
CCD摄像器件是CCD在图像传感领域中的重要应用。在本实验中，经由法-珀标准具出射的多光束，经透镜会聚相干，呈多光束干涉条纹成像于CCD光敏面。利用CCD的光电转换功能，将其转换为电信号\图像\，由荧光屏显示。因为CCD是对弱光极为敏感的光放大器件，故荧屏上呈现明亮、清晰的法-珀干涉图像。
实验仪器：
1. 装置图： 1.电磁铁 2.汞灯 3.会聚透镜 4.偏振片 5.透射干涉滤光片 6.法布里-珀罗标准具 7.望远镜 8.CCD图象传感器及镜头 9.汞灯电源 10.磁铁电源 l1.多媒体计算机 12.图像卡
实验仪器直流磁场及稳流电源、毫特斯拉计、笔形汞灯、法布里-珀罗标准具（d=0.200cm）、干涉滤色片（５４６１?）、偏振片、ＣＣＤ摄像头（安装在螺旋测微器上）、显示器。 实验内容本实验仅研究Ｈｇ5461?横向塞曼效应，其光路如图3.1-２所示。
１．按图3.1-2调节光路，即以磁场中心到ＣＣＤ窗口中心的等高线为轴，暂不放置干涉滤色片，不开启ＣＣＤ及显示器，光源通过Ｌ1以平行光入射法-珀标准具，出射光通过Ｌ2成像于ＣＣＤ光敏面。
２．调节法-珀标准具的平行度使两平晶平行，即调节法-珀的三个螺丝，使左右上下移动人眼对着法-珀看到的干涉条纹形状不变。
３．开启ＣＣＤ和显示器，调节ＣＣＤ上的平移微调机构至荧屏显示最佳成像状态，因汞灯是复色光源，荧屏呈亮而粗条纹。
４．放置５４６１ 干涉滤色片，则荧屏呈现明细的法-珀干涉条纹。
５．开启磁场电源，观察荧屏上的分裂的π光和σ光条纹随磁场的变化情况。 ６．调节螺旋测微器使ＣＣＤ沿垂直方向移动，则荧屏上条纹也相应移动。分别测量π光和σ光条纹的直径。注意：由于π光和σ光所加磁场不同，必须每测量一种成分后用毫斯特拉计测量光源处的磁场强度。 注意事项
１．爱护光学元件表面，不得用手触摸法-珀平晶和干涉滤色片。
２．法-珀标准具是精密光学仪器，调节平行度时应冷静分析，细心调节，切勿盲动。 ３．爱护ＣＣＤ摄像头，由于ＣＣＤ对弱光极为灵敏，切勿用强光直射光敏面，以防过饱和及损伤器件；光敏面应防止灰尘和水汽沾污，切勿用手和纸擦除；实验完后应将盖子盖好窗口。
数据处理 Ｄ2K－1－Ｄ2K数值的不变性
由于θK很小，故θK＝ＤK／ｆ，此处θK为干涉极大φ角的两倍，ＤK为条纹直径，ｆ为成像焦距（图３．1-３）。
因为ｃｏs 可写成 ｃｏs =1- =1- 因而由干涉极大条件有K＝ （1- ）
即K与Ｄ2K呈一对应关系，所以有1= (D2K-1-D2K）
这即是Ｄ2K－1－Ｄ2K的不变性。如入射光中含有λ和λ′＝λ＋ｄλ（λ′代表分裂谱线波长），利用λ≈2ｎｄ／K可得到 d =
K′代表K级的分裂条纹，由测得的ＤK、 ＤK－1和ＤK′值计算出Ｄ2K、Ｄ2K－1及Ｄ2K'值，用已知的ｎｄ值可算出分裂波数值d 。 对Ｈｇ５４６1 的分裂，根据公式 = =４．６７×1０1ｃｍ1Ｔ1
－
－
－
确定（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）的数值，对于ΔＭ＝０的π光，理论值（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）＝1／2，将实验结果与之比较，计算出误差。对于ΔＭ＝±1的σ光，可计算出上、下能级的Ｍ、Ｊ和ｇ因子值。 由实验结果画出Ｈｇ５４６1 塞曼效应跃迁能级图。
由于θK很小，故θK＝ＤK／ｆ，此处θK为干涉极大φ角的两倍，ＤK为条纹直径，ｆ为成像焦距（图３．1-３）。
因为ｃｏs 可写成
ｃｏs =1- =1- 因而由干涉极大条件有
K＝ （1- ）
即K与Ｄ2K呈一对应关系，所以有 1= (D2K-1-D2K）
这即是Ｄ2K－1－Ｄ2K的不变性。如入射光中含有λ和λ′＝λ＋ｄλ（λ′代表分裂谱线波长），利用λ≈2ｎｄ／K可得到 d =
K′代表K级的分裂条纹，由测得的ＤK、 ＤK－1和ＤK′值计算出Ｄ2K、Ｄ2K－1及Ｄ2K'值，用已知的ｎｄ值可算出分裂波数值d 。
对Ｈｇ５４６1 的分裂，根据公式 = =４．６７×1０－1ｃｍ－1Ｔ－1
确定（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）的数值，对于ΔＭ＝０的π光，理论值（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）＝1／2，将实验结果与之比较，计算出误差。对于ΔＭ＝±1的σ光，可计算出上、下能级的Ｍ、Ｊ和ｇ因子值。
由实验结果画出Ｈｇ５４６1 塞曼效应跃迁能级图。
１．按图3.1-2调节光路，即以磁场中心到ＣＣＤ窗口中心的等高线为轴，暂不放置干涉滤色片，不开启ＣＣＤ及显示器，光源通过Ｌ1以平行光入射法-珀标准具，出射光通过Ｌ2成像于ＣＣＤ光敏面。
２．调节法-珀标准具的平行度使两平晶平行，即调节法-珀的三个螺丝，使左右上下移动人眼对着法-珀看到的干涉条纹形状不变。
３．开启ＣＣＤ和显示器，调节ＣＣＤ上的平移微调机构至荧屏显示最佳成像状态，因汞灯是复色光源，荧屏呈亮而粗条纹。
４．放置５４６１ 干涉滤色片，则荧屏呈现明细的法-珀干涉条纹。
５．开启磁场电源，观察荧屏上的分裂的π光和σ光条纹随磁场的变化情况。 ６．调节螺旋测微器使ＣＣＤ沿垂直方向移动，则荧屏上条纹也相应移动。分别测量π光和σ光条纹的直径。注意：由于π光和σ光所加磁场不同，必须每测量一种成分后用毫斯特拉计测量光源处的磁场强度。 注意事项
１．爱护光学元件表面，不得用手触摸法-珀平晶和干涉滤色片。
２．法-珀标准具是精密光学仪器，调节平行度时应冷静分析，细心调节，切勿盲动。
３．爱护ＣＣＤ摄像头，由于ＣＣＤ对弱光极为灵敏，切勿用强光直射光敏面，以防过饱和及损伤器件；光敏面应防止灰尘和水汽沾污，切勿用手和纸擦除；实验完后应将盖子盖好窗口。 数据处理
Ｄ2K－1－Ｄ2K数值的不变性
由于θK很小，故θK＝ＤK／ｆ，此处θK为干涉极大φ角的两倍，ＤK为条纹直径，ｆ为成像焦距（图３．1-３）。
因为ｃｏs 可写成
ｃｏs =1- =1- 因而由干涉极大条件有
K＝ （1- ）
即K与Ｄ2K呈一对应关系，所以有 1= (D2K-1-D2K）
这即是Ｄ2K－1－Ｄ2K的不变性。如入射光中含有λ和λ′＝λ＋ｄλ（λ′代表分裂谱线波长），利用λ≈2ｎｄ／K可得到 d =
K′代表K级的分裂条纹，由测得的ＤK、 ＤK－1和ＤK′值计算出Ｄ2K、Ｄ2K－1及Ｄ2K'值，用已知的ｎｄ值可算出分裂波数值d 。
对Ｈｇ５４６1 的分裂，根据公式 = =４．６７×1０1ｃｍ1Ｔ1
－
－
－
确定（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）的数值，对于ΔＭ＝０的π光，理论值（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）＝1／2，将实验结果与之比较，计算出误差。对于ΔＭ＝±1的σ光，可计算出上、下能级的Ｍ、Ｊ和ｇ因子值。
由实验结果画出Ｈｇ５４６1 塞曼效应跃迁能级图。
由于θK很小，故θK＝ＤK／ｆ，此处θK为干涉极大φ角的两倍，ＤK为条纹直径，ｆ为成像焦距（图３．1-３）。
因为ｃｏs 可写成
ｃｏs =1- =1- 因而由干涉极大条件有
K＝ （1- ）
即K与Ｄ2K呈一对应关系，所以有 1= (D2K-1-D2K）
这即是Ｄ2K－1－Ｄ2K的不变性。如入射光中含有λ和λ′＝λ＋ｄλ（λ′代表分裂谱线波长），利用λ≈2ｎｄ／K可得到 d =
K′代表K级的分裂条纹，由测得的ＤK、 ＤK－1和ＤK′值计算出Ｄ2K、Ｄ2K－1及Ｄ2K'值，用已知的ｎｄ值可算出分裂波数值d 。
对Ｈｇ５４６1 的分裂，根据公式 = =４．６７×1０－1ｃｍ－1Ｔ－1
确定（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）的数值，对于ΔＭ＝０的π光，理论值（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1）＝1／2，将实验结果与之比较，计算出误差。对于ΔＭ＝±1的σ光，可计算出上、下能级的Ｍ、Ｊ和ｇ因子值。
由实验结果画出Ｈｇ５４６1 塞曼效应跃迁能级图。
4．若原子磁矩完全由轨道磁矩所贡献，即S1＝S2＝０， ｇ1＝ｇ2＝1，得到正常塞曼效应，波数差为
△ = H=4．６７×1０－5Ｈ（ｃｍ－1） （3．1-7）
通常情况两种磁矩同时存在，即S1＝S2≠０，则ｇ1和ｇ2均不为1，称为反常塞曼效应，波数差为
△ ＝（Ｍ2ｇ2－Ｍ1ｇ1) H （3．1-8）
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库塞曼效应实验解读(3)在线全文阅读。
相关推荐：