Efekt Zeemana - Stanowisko Edukacyjne, typ: EXP500030
Efekt Zeemana – zjawisko fizyczne, które polega na rozszczepieniu obserwowanych linii spektralnych na składowe, gdy próbka emitująca promieniowanie zostaje umieszczona w polu magnetycznym. Ponieważ odległość między pod-poziomami Zeemana jest funkcją pola magnetycznego, efekt ten można wykorzystać do pomiaru pola magnetycznego. Efekt Zeemana jest bardzo ważny w zastosowaniach takich jak NMR, EPR, MRI i spektroskopii Mössbauera.
Opis Stanowiska:
Zestaw edukacyjny - fizyka. U podstaw efektu Zeemena leży podział poziomów energetycznych atomów i cząsteczek umieszczonych w polu magnetycznym. W zależności od warunków linie widmowe są dzielone na nieparzyste (efekt jest określany jako „normalny efekt Zeemana”) lub parzyste (efekt jest określany jako „anormalny efekt Zeemana”) składowych. Zjawisko to jest widoczne gołym okiem lub na ekranie komputera za pośrednictwem dydaktycznej kamery internetowej dostarczanej w komplecie.
Zagadnienia Realizowane przez Zestaw Edukacyjny:
- ćwiczenie edukacyjne: model budowy atomu Bohra,
- ćwiczenie edukacyjne: normalny i anormalny efekt Zeemena,
- ćwiczenie edukacyjne: studium Interferometru Fabry'ego-Perota,
- ćwiczenie edukacyjne: spin elektronu.
Normalny Efekt Zeemana (dla cząstek o zerowym spinie)
Aby zaobserwować normalny efekt Zeemana, używamy lampy rtęciowej z zielonym filtrem do wyboru widma i obserwujemy linię rtęci 546 nm wychodzącą z modułu Zeemana wyposażonego w cewki oraz lampę spektralną. W ten sposób obserwujemy źródło światła poza osią pola magnetycznego, prostopadle do niej. Umieszczamy membranę oraz kondensator. Następnie umieszczamy za nimi, uprzedmio wyregulowany etalon Fabry'ego-Pérota, a na koniec zielony filtr tuż przed zamocowaniem matrycy CCD. W opisanym ćwiczeniu należy użyć obiektywu aparatu, aby zapewnić najlepszą jakość obrazu. Następnie podłączamy zasilacz i powoli zwiększamy natężenie prądu do momentu, aż zaobserwujemy pierścienie podzielone na trzy obszary. Aby zaobserwować anormalny efekt, ustawiamy się w osi pola magnetycznego bez użycia membrany.
Studium Interferometru Fabry'ego-Perota - Precyzja
Aby móc skuteczniej rozdzielać pierścienie, powinny być one jak najcieńsze. Jest to równoważne doprecyzowaniu pików na poprzedniej krzywej, tj. zmniejszeniu Δλ względem δλ. Tak więc interferometr dobrej jakości będzie wykazywał znacznie niższą wartość Δλ niż δλ. Im większa precyzja, tym drobniejsze pierścienie. Aby zwiększyć rozdrobnienie, powierzchnie tworzące wnękę mogą być silnie odbijające. Możemy wykazać, iż rozdrobnienie wzrasta w tym samym czasie, co współczynnik odbicia powierzchni. W konsekwencji interferometry Fabry'ego-Perota mogą mieć rozdrobnienie w zakresie od kilkudziesięciu do kilkuset. W badaniach naukowych osiągnięto rozdrobnienie o wartości nawet kilkaset tysięcy. Ten wysoki stopień precyzji jest głównym atutem tego typu interferometrów w porównaniu z interferometrem Michelsona, który ma dokładność = 2.
Niezbędne Wyposażenie:
- POD013550 pakiet do obserwacji efektu Zeemana (zestaw cewek + zasilacz),
- POF010112 ława optyczna dł. 1m,
- POF010124 konik do ławy optycznej x6,
- POD061250 podwójny kondensator,
- POD060410 diafragma iris,
- POF020250 etalon Fabry'ego Perota,
- POM052025 zielony filtr optyczny (plastikowy),
- POD060230 uchwyt do filtra,
- POF010810 kamera edukacyjna
z regulowanymi soczewkami,
- komputer do obsługi kamery.
z regulowanymi soczewkami,
Stanowisko edukacyjne dostarczamy wraz z propozycjami ćwiczeń.