Zeemannıń normal effekti. Kadmiydiń qızıl sızıǵınıń ajıralıwınıń magnit maydanınıń shamasına ǵárezligin ólshew – Fabri-Pero etalonın paydalanatuǵın spektroskopiya Jumıstıń maqseti

Zeemannıń normal effekti.
Kadmiydiń qızıl sızıǵınıń ajıralıwınıń magnit maydanınıń shamasına ǵárezligin ólshew – Fabri-Pero etalonın paydalanatuǵın spektroskopiya


Jumıstıń maqseti: Spektral sızıqtıń bóliniwin vizual baqlaw hám ólshew Fabry-Perot interferometri járdeminde ápiwayı Zeeman effekti.

Qısqasha teoriya

Zeeman effekti energiya dárejeleriniń bóliniwi yamasa jaylastırılǵan atomlar, molekulalar yamasa kristallar emissiyasining spektral sızıqları

magnit maydan. Bul tásirdi birinshi bolıp G. A. Lorenz 1895 jılda hám
1896 jılda P. Zeeman tárepinen spektrlarni úyreniwde eksperimental tárzde tastıyıqlanǵan magnit maydanǵa jaylastırılǵan natriy mash'alidan emissiya. Ol úshewin jańalıq ashtı perpendikulyar jóneliste baqlanǵanda spektral sızıqlar (úshlıq ). magnit maydan jáne onıń ornına magnit maydan boylap baqlanǵanda eki sızıq (doublet). bir spektral sızıq kutilgen Sızıq bóliniwiniń bul xarakteri alınǵan ápiwayı Zeeman effekti atı, keyinirek jańalıq ashılǵanlıq hám kóp ayrıqsha bolıp esaplanıw
tez-tez gúzetiletuǵın anomal effekt - bóliniwdiń jáne de quramalı naǵısları spektral sızıqlar. Eger siz atomni magnit maydanǵa jaylastırsangiz, ol halda onıń energiya dárejeleri (termlar) ózgertiw. Energiya ózgeriwi magnit momenttiń óz-ara tásirinen kelip shıǵadı
sırtqı magnit maydan menen atomning kórip shıǵılıp atırǵan jaǵdayı jáne onıń ishdagi ma`nisi kúshsiz maydan formanıń skalyar ónimine teń (CGS sistemasında )

Qay jerde? - atom jaǵdayınıń magnit momenti, H - magnit maydan kúshi. Termindiń magnit momenti onıń ulıwma mexanik momentine MJ proportsional bolıp tabıladı onıń quraytuǵın elektronları hám atomning vektor modeli sheńberinde bolıwı múmkin retinde usınıs etilgen:

Bul jerde? B = 9, 273•10 -21 erg/G - Bar magnetoni, gJ- Land faktor yamasa g - faktor.

MJ ulıwma mexanik momenttiń MJz proyeksiyası qálegen jóneliske

(mısalı, magnit maydan H - OZ oǵınıń baǵdarı ) kvantlanǵan, yaǵnıy qabıllawı múmkin. tek qatań belgilengen bahalar, yaǵnıy MJz = 0, ±1,.., ±J. Sebebi energiya magnit momenttiń magnit maydan menen óz-ara tásiri proyeksiyanıń úlkenligine baylanıslı moment m*h, keyin magnit maydan bar ekenliginde MJ momentli dáreje bólinedi. 2 J + 1 komponentlerinde. Olardıń atap ótiwishe, magnit maydan dárejesiniń degeneratsiyasini joq etedi magnit kvant sanı m = 0, ±1,.., ±J. Hár biri ushın energiya ózgeriwi dárejeli komponentler:



Bul bóliniw baslanǵısh bólintuǵın dárejege salıstırǵanda simmetrik bolıp tabıladı hám absolyut baha g-faktor hám magnit maydan H menen belgilenedi.g- ma`nisi. faktor sezilerli dárejede atomdagi elektron baylanısıw túrine baylanıslı (LS- yamasa jj-túri) hám halda
sap LS jalǵanıwı tómendegilerge teń:

Bul ishda Zeeman effektin baqlaw ushın kadmiyning qızıl sızıǵı saylanǵan.

Tolqın uzınlıǵı l0 = 6438 A bolǵan Cd. Bul sızıq atomık ótiw 5 ke tuwrı keledi 1 D2  5 1 P1. Bul erda termindi xarakteristikalaw ushın n belgisi qollanıladı 2 S+1 LJ, bul jerde n - bas kvant sanı (atomdagi elektron qatlam sanı, n = 1, 2,... ), S - ulıwma muǵdardıń kvant sanı aylanıw momenti (S = 0, 1/2, 1... ), L - ulıwma orbitaldıń kvant sanı moment (S, P, D... belgisi uyqas túrde L = 0, 1, 2... ushın isletiledi), J - kvant jaǵdaydıń ulıwma momenti sanı (J =| L-S|,..,| L+S|).
Kórip shıǵılıp atırǵan dáslepki mámleket termini teń aralıqta 5 ke bólingen dárejeleri, juwmaqlawshı múddet - qońsılaslardıń energiyalerindegi parq menen 3 dárejege (1-suwretke qarang.)
Mámleketlikler

Saylanǵan ótiw ushın eki jaǵdayda da S = 0 hám J = L, sol sebepli g- baslanǵısh hám juwmaqlawshı jaǵdaylardıń faktorları birdey hám 1 ge teń. menen tańlaw qaǵıydaları (dipol elektr ótiwlerine kóre, Dm = 0, ±1) bul alıp keledikórip shıǵılıp atırǵan ótiwge sáykes keletuǵın sızıqtıń bóliniwi magnit maydan ush komponentke bólinedi, olardan biri p komponenti dep ataladı,jayınnan jay almaǵan halda qaladı. Qalǵan ekewi ushın chastota jılısıwı, s - komponentler dep ataladı,

tiykarǵı chastotaǵa salıstırǵanda 12 Sonday ápiwayılastırılgan Magnit maydanda sızıqtıń bóliniwi ápiwayı Zeeman effekti dep ataladı.

Suwret-1. Hálsiz magnit maydanda qáddiniń bóliniwi hám ruxsat etilgen ótiwler 5-spektral sızıq ushın ápiwayı Zeeman effekti 1 D2 5 1 Tolqın uzınlıǵı l0 = bolǵan P1Kadmiy atomında 643, 8 nm Ótiw júz bergen dárejelerdiń g-faktorları bolmaǵan jaǵdaylarda teń boladı hám ulıwma mexanik moment MJ 0 ge teń bolmasa, súwret sezilerli dárejede quramalılasadı. IN Bul halda olar quramalı (anomal) Zeeman effekti haqqında sóylesedi.
Magnit maydanda s - komponent ushın chastota hám tolqın uzınlıǵı jılısıwın bahalaw kernew H = 5 kG (induksiya v = 0, 5 T) munasábetlerge kóre

Túp nusqanıń bóliniwiniń kishi hám dizimge alıw qıyınlıǵın kórsetedi

liniyalar Dn ≈ 7 gigagertsli hám Dl ≈ 0, 01 nm. Usınıń sebepinen, bul laboratoriya jumısında joqarı anıqlıqtaǵı interferometr Fabry-Perot standartınan paydalanadı.
Spektral sızıqtıń Zeeman komponentleri qutblangan. Xarakter
polyarlanıw baqlaw baǵdarına baylanıslı. Perpendikulyar qaralganda
magnit maydan, tolqındıń polarizatsiyasi sızıqlı, p komponentleri bolsa qutblangan maydan boylap, hám s - komponentler - maydan baǵdarına perpendikulyar. Eger radiatsiya bolsa maydan boylap kórip shıǵıladı, keyin p komponentler baqlanbaydı, sebebi terbelis baǵdarı boyınsha tebranuvchi dipol nurlanmaydi hám s komponentler. oń hám shep sheńber boylap dumaloq polarizatsiyalangan (2-suwretke qarang).

2-súwret. Zeeman effektin baqlawda jaqtılıq polyarlanıw ózgeshelikin súwretlew. Magnit maydanı H shep tárepten ońǵa jóneltirilgen. Jóneliste radiatsiya belgilengenler etiledi joqarıdan tómenge (maydanǵa perpendikulyar ) yamasa maydan boylap shep tárepten ońǵa