南大2016年春经济法学第一次作业

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1、光磁共振实验摘要：本实验依据塞曼效应、光抽运效应、基态塞曼子能级间的光磁共振等原理，运用“光抽运—磁共振—光探测”的方法，测量地磁场垂直分量和水平分量以及铷原子的相关参量。关键词：光磁共振，光抽运，塞曼效应一、引言二、实验原理1313131313三、实验仪器13四、实验步骤：1313五、数据处理及误差分析亥姆霍兹线圈轴中心处磁感应强度B的计算公式为其中r为线圈有效半径（m），I为线圈电流强度（A）。本实验中线圈的相关参数见下表13线圈参数水平线圈垂直线圈扫描线圈匝数N250100250半径r（m）0.24010.15300.23601．地磁垂直分量测量实验测得垂直磁场

2、与地磁场垂直分量完全抵消时，垂直线圈电流为0.062A，代入磁感应强度计算式中，得地磁场垂直分量.2.铷原子基态朗德因子和核自旋量子数I测量水平线圈电流0.280A，代入磁感应强度计算式中，对应的磁感应强度为（1）原子：实验测得=979.4kHz=265.3kHz与对应的频率=622.35kHz由此可以算出原子的=0.34I=2.45的理论值为=，因此的测量误差为=1.83%13I的理论值为=2.5，因此I的测量误差为=2.16%（2）原子：实验测得=1460.6kHz=392.8kHz与对应的频率=926.7kHz由此可以算出原子的=0.51I=1.48的理论值为=

3、0.5，因此的测量误差为=1.08%I的理论值为=1.5，因此I的测量误差为=1.43%3.地磁场的水平分量和倾角的测量水平线圈电流0.280A，对应的磁感应强度为13（1）：=485.9kHz与对应的频率为=246.75kHz计算得（2）：=725.9kHz与对应的频率为=367.35kHz计算得两者取平均值，得前面已经测得所以=倾角为=0.27713本实验误差的主要来源：1.本实验测量过程中，实验室内还在进行塞曼效应的实验，其使用的强磁场对本实验中磁共振频率的测量产生了干扰；2.示波器信号飘忽不定，使磁共振频率的测量存在读数误差；3.遮光布遮光不充分，外界光透入对

4、测量产生干扰。六、思考题1.为什么实验要在抵消地磁场垂直分量状态下进行？用垂直磁场线圈抵消地磁场的垂直分量是为了消除地磁场在垂直方向上对实验的影响，如不抵消，实验效果将不明显，导致误差较大，甚至观察不到信号。2.扫场在实验中的作用是什么？扫场起到中介的作用，使得在求时消除地磁场水平分量的影响。3.测量值时，将水平场换向得到的频率为，为什么不是？  因为水平磁场和扫场的方向相同，在推得 的表达式时，相加消去扫场与地水平磁场得到的是。参考文献[1]黄润生，沙振舜，唐涛等，近代物理实验（第二版），南京大学出版社，2008.13