[發明專利]一種測量塞曼效應子譜線強度的方法

在審

• 申請號: 201910768790.0
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110501068A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張建民
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/45
• 代理公司: 61226 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 曹宇飛<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提出了一種測量塞曼效應子譜線強度的方法，屬于光譜測量技術領域，其具體方法步驟為打開光源，依次調節聚光鏡、干涉濾光片、F?P標準具、望遠鏡及可拍照手機拍照鏡頭的位置，使他們與光源同軸且設置光源位于聚光鏡的焦點上；接通直流電磁鐵的電源并增加外磁場使每一個干涉級次K的每一個分立圓環分裂為右旋光σ⁺¹、π成分光和左旋光σ^?1；用可拍照手機拍攝并用《畫圖板》進行強度提取。利用本發明的方法進行汞燈光譜線強度測量時，其測量成本低，測量結果準確，對數據的后續分析利用能夠提供準確的參考價值。

技術領域

本發明屬于光譜測量技術領域，具體涉及一種測量塞曼效應子譜線強度的方法。

背景技術

荷蘭著名物理學家塞曼發現，當光源放在足夠強的磁場中(約幾千-幾萬高斯)，光譜線分裂為波長非常接近的幾條偏振化子譜線且各分立的偏振化子譜線之間的間距相等，其間距的大小與外加磁場的強度成正比。這個發現對于量子力學的建立和發展作出了不可磨滅的貢獻。1902年塞曼因這一發現與洛倫茲共同獲得了當年的諾貝爾物理學獎，為了紀念塞曼的功績，將此發現命名為塞曼效應。塞曼效應的物理學原理是由于原子中電子的軌道磁矩和自旋磁矩共同受外磁場的作用而產生的，即證實了原子具有磁矩和空間量子化。觀測塞曼效應的分裂子譜線可以分析出原子能級的分裂情況，確定其量子數和朗德g因子，從而得到有關原子態的重要信息，對原子的進一步利用具有重要價值，所以塞曼效應是研究原子結構的重要途徑之一。

目前對塞曼效應進行分析時，有的是分析人員利用攝譜儀、F-P標準具進行拍照觀察或利用讀數顯微鏡進行直接觀察，這種人為觀察的方法結果受人的主觀因素影響較大，測量結果極不準確，無法給后續的分析利用提供準確的參考；有的是利用法布里-珀羅干涉儀并結合x-y函數記錄儀進行分析記錄，這種方法不僅儀器調節難度大，而且無法看到子譜線圖像的全貌，導致記錄結果不準確；有的是利用CCD(電荷耦合器件)進行圖像處理，這種處理方法使用的儀器成本高，且操作時對操作人員的要求高。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提出了一種測量塞曼效應子譜線強度的方法，這種裝置構成簡單、成本低，且操作過程簡單、測量結果準確。其具體技術方案及方法過程如下：

一種測量塞曼效應子譜線強度的方法，包括以下步驟：

1)打開光源，依次調節聚光鏡、干涉濾光片、F-P標準具、望遠鏡及可拍照手機拍照鏡頭的位置，使聚光鏡、干涉濾光片、F-P標準具、望遠鏡及可拍照手機的拍照鏡頭與光源同軸且設置光源位于聚光鏡的焦點上；調節光路中各部件使外磁場時各干涉級次K的各分立圓環清晰；

2)接通直流電磁鐵的電源，緩慢增大激磁電流，增強磁場使外磁場時各干涉級次K的每一個分立圓環分裂為右旋光σ⁺¹、π成分光和左旋光σ^-1；

3)用可拍照手機拍攝分裂后的右旋光σ⁺¹、π成分光和左旋光σ^-1的干涉圓環圖片；

4)用《畫圖板》軟件打開步驟3)拍攝的干涉圓環圖片，利用《畫圖板》軟件的《顏色選取器》和《編輯顏色》工具測量出各干涉級次K的右旋光σ⁺¹、π成分光和左旋光σ^-1對應的干涉圓環的強度值；

5)重復步驟4)多次，計算各干涉級次K的右旋光σ⁺¹、π成分光和左旋光σ^-1對應的干涉圓環強度的平均值。

進一步限定，所述步驟4)具體為：

(4.1)用《畫圖板》軟件打開步驟3)拍攝的干涉圓環圖片，確定各干涉級次右旋光σ⁺¹、π成分光和左旋光σ^-1的圓心；