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[자연과학] 현대물리학 실험 - 제만 effect(Zeeman Effect)

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작성일17-11-29 19:48

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이때 자기장 방향으로 스펙트럼을 관찰하면 두 개의 쪼개진 스펙트럼 선이 관찰되며 자기장에 수직한 방향으로 스펙트럼을 관찰하면 세 개의 쪼개진 스펙트럼 선이 관찰된다 그림 1에 Zeeman effect실험을 위해 구성한 실제 실험장치를 나타냈다.
순서



현대물리 실험 - 제만 결과 (Zeeman Effect)

1.관련개념(槪念)
: bohr의 원자모델, 에너지준위의 양자화, 전자스핀, Bohr` magneton, 전자기파, Ferot 간섭계, 편광

2. 실험목적
:자기장속에서의 빛의 스펙트럼선을 관찰하여 Transverse 및 longitudinal Zeeman effect를 이해하고 bohr` magneton의 값을 구한다.

3. 참고문헌
a. adrin C Melissions, `Eeperimets in modern Phsics` Academic Press 1989, pp. 283-293
b. Stephen Gasiorowicz, `Quatum Physics` John Wiley & Sons, 1974, pp3
c. Arthur Beiser, `Perspectives of Modern Physics` McGrow-Hill Koakusba Ltd. 1969, pp. 210, 223, 244

4. 기구 및 장치
Febry-perot iterferometer 1
Cadmium lamp for Zeeman effect 1
Electromagnet W/O pole shoes 1
Pole piece(Drilled, Conical) 1
Power supply for spectral lamps 1
Power supply (25 VAC/ 20 VDC, 12A) 1
Capacitor(Electrolyt, 22,000 ㎌) 1
Digital hand multimeter( 10A, LCD) 1
Flat cell battery (9V) 1
Optical profile - bench L〓1000mm 1
base F opt.profile-bench(Adjust) 2
Slide mount (Lateral, Adjust.,Cal) 1
supporting block(4set) 3
Supporting block(105x105x57 mm) 6
Slide mount F.Opt.profile-be…(省略) nch 6
Stand tube 6, Lens holder(5x5 cm) 1
Iris diaphrgm 1
Lens(mounted, f〓+300mm)1
Lens(mounted, f〓+50mm) 2
Polatization specimen(Quartz) 1
Polatization filter(on stem) 1
Screen(with aperature and scale) 1
Spirit level 1
Connecting cord (500 mm red 4, 500 mm blue 3, 500 mm yellow 4)
teslameter 1
Mlti range meter/Overl.Prot.B 1
Dr cell (1.5V) 2

5. 실험장치의 구성

(1) 개요
Zeeman effect는 자기장속에서 원자들의 에너지 준위들이 갈라져 스펙트럼에서도 중심 스펙트럼 선이 쪼개져 line group으로 관찰되는 현상을 말한다.

그림1. Experimental set-up for the Zeeman effect.
(2)실험요점
i. Febry-perot interfer

설명




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실험결과/물리

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다.
Zeeman effect는 nomal Zeeman effect와 anomalous Zeeman effect가 있는데 이는 전자의 각운동량에 스핀을 고려하는지의 여부에 따라 결정된다 가장 간단한 normal Zeeman effect는 하나의 스펙트럼선이 세 개로 갈라지며, 대표적인 것으로 cadmium 스펙트럼 램프를 사용하여 관찰된다 파장 λ〓643.8nm를 갖는 cadmium램프의 red spectral line이 자기장속에서 몇 개의 성분(成分)으로 쪼개지는 것을 Febr-Perot interferometer를 이용하여 관찰할수 있다.

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