南开大学_近代物理实验_6-3_光泵磁共振

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1、6-3光泵磁共振1210243王子祺自我介绍•姓名：王子祺•学号：1210243•专业方向：物理学理论物理实验背景•1869年PieterZeeman发现了磁场下原子能级的分裂，并可由1896-PieterZeeman可见光激发跃迁（原子磁共振）•1946年Bloch和Purcell发现了磁场下射频波段可以激发核自旋能级分裂的能极差（核磁共振）•1952年A.Kastler发现了光抽运1942-WolfgangPauli（光泵）现象•将上述历史链条结合，我们将得到光泵磁共振1952-AlfredKastler

2、实验原理（超精细结构）•考虑Rb原子L-S耦合的精细结构?=?+?；?=?+?,?+?−1,…

3、?−?

4、Rb的基态5?与激发态5?分裂为精细结构：?2?+1?∶52?,52?,52??1/21/23/2进一步考虑加入核自旋的I-J耦合：(新守恒量为F)873???=2313133→???,??:5?,,5?,,5?,2222221,21,20,1,2,3实验原理（超精细结构）?????3?/?21??0+?+??2????/?−?−?+?1?−?+?+??????2??/?−?−?+?1?−?实验原理（光抽核

5、磁共振）?+?+???−?+???/?−?吸收?+?自发辐射?+,?−?−?非辐射跃迁+?+?射频波段磁共振?+−−??,?????/?−?+??−?实验原理（补充）•非辐射跃迁来源：Rb与管壁碰撞Rb分子之间碰撞（自旋交换）Rb与缓冲气体碰撞（缓冲气体磁矩极小，可忽略）磁共振：m=+2（???）态在???/??1其他态（非m=+2态）投影增加【转化概率??2增加】，热平衡时极化光被吸收概率增加。实验内容起偏镜放大电路射频场Rb滤样透透光接光光品镜镜收器源片池扫场垂直场水平场实验步骤观察光抽运信号屏

6、蔽垂直地磁场测量87??的??三角波，顺逆地磁场两次消除地磁场影响测量地磁场测量共振信号线宽