塞曼效应

【摘要】本实验主要运用光栅摄谱仪拍摄在磁场中与无磁场中的谱线，了解谱线的分裂情况。并利用做比较光谱，用阿贝比长仪测量并计算的各个分裂谱线波长，与理论结果进行比较。

【关键词】塞曼效应、光栅摄谱仪、能级分裂、选择定则

一、引言

如果把光源置于足够强的磁场中，则光源发出的大部分单色光都分裂为若干条偏振的谱线，分裂的条数随能级的类别而不同。这种现象被称为塞曼效应。

塞曼效应是1896年荷兰物理学家塞曼发现的，洛伦兹对此作出了令人满意的解释。塞曼效应的发现及其解释对研究原子中电子的角动量和反映角动量耦合作用的朗得因子 等原子结构信息有重要的作用，因此，两人于1902年获得了诺贝尔物理学奖。本实验将采用光栅摄谱仪的方法来研究这一现象。

二、实验原理

按照原子的半经典模型，质量为，电量为的电子绕原子核转动，因此，原子具有一定的磁矩，它在外磁场中会获得一定的磁相互作用能，原子的磁矩与总角动量的关系为：

（1）

其中为朗德因子，与原子中所有电子的轨道和自旋角动量如何耦合成整个原子态的角动量有关。所以有：

其中是磁矩与外加磁场的夹角，又由于电子角动量空间取向的量子化，这种磁相互作用能只能取有限个分立的值，且电子的磁矩与总角动量的方向相反，因此在外磁场方向上，

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γ射线能谱的测量与物质吸收系数μ的测定

（实验报告）

物理081班周和建 08180140

【摘要】γ射线是原子核从激发态跃迁到较低能态或基态时所产生的一种辐射。将γ射线的次级电子按不同能量分别进行强度测量，从而得到γ射线的能谱。通过测量γ射线在不同物质中的吸收系数，了解γ射线的吸收规律。

【关键词】γ射线、闪烁谱仪、能谱图、物质吸收系数

【引言】γ射线是波长短于0.2埃的电磁波。首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。原子核衰变和核反应均可产生γ射线 。γ射线具有比X射线还要强的穿透能力。当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。此外还可用γ谱仪（利用晶体对γ射线的衍射）直接测量γ光子的能量。由荧光晶体、光电倍增管和电子仪器组成的闪烁计数器是探测γ射线强度的常用仪器。

【正文】核辐射与某些物质相互作用会使其电离、激发而发射荧光，闪烁探测器就是利用这一特性来工作的。γ射线进入闪烁体，与之发生相互作用，闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子电离和激发。受激原子、分子退激时发射荧光光子。利用反射物和光导将闪烁光子尽可能多地收集到光电倍增管的光阴极上，由于光电效应，光子在光阴极上击出光电子。光电子在光电倍增管中倍增，数量由一个增加到104~109个，电子流在阳极负载上产生电信号。此信号传导至数据分析器，再进过放大后传至电脑，由电脑软件对其进行处理，得到能谱图。

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变温霍尔效应

摘要：本实验采用范德堡测试方法，利用由控温仪、恒温器、电磁铁、恒流电源、电输运性质测试仪和装在恒温器内指上的锑化铟，碲镉汞单晶样品等组成的VTHM—1型变温霍尔效应仪首先测量室温条件下的电流和磁场不同方向的霍尔电压，又通过控温的方式测量了碲镉汞单晶样品的霍尔系数，得到并分析了实验与理论对比的lnRH?1/T曲线. 关键词：霍尔效应 半导体 载流子 霍尔系数

一：引言

对通电的导体或半导体施加一与电流方向垂直的磁场，则在垂直于电流和磁场方向上有一横向电位差出现，这个现象于1879年为物理学家霍尔所发现，故称为霍尔效应。在20世纪的前半个世纪，霍尔系数及电阻率的测量一直推动着固体导电理论的发展，特别是在半导体纯度以及杂质种类的一种有力手段，也可用于研究半导体材料电输运特征，至今仍然是半导体材料研制工作中必不可少的一种常备测试手法。在本实验中，采用范德堡测试方法，测量样品霍尔系数随温度的变化。

二:实验原理

2.1 半导体内的载流子

半导体内载流子的产生有两种不同的机制：本征激发和杂质电离

2.1.1本征激发

在一定温度下半导体产生自由电子和空穴，半导体内的两种载流子：自由电子和空穴的产生过程叫做本征激发，与导带和价带有效能级密度，导带底和价带顶的能量温度等有关，确切地说与禁带宽度和温度以及波尔兹曼常数有关。

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近代物理实验总结论文

班  级：电科11-2班

姓  名：   

学  号： 

指导老师： 

近代物理实验总结论文

班级：电科11-2班    姓名：##    学号： 

前言.............................................................................................. 3

二、光电效应实验........................................................................ 4

三、电光效应实验........................................................................ 5

四、密立根油滴测电子电荷........................................................ 6

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中国石油大学   近代物理实验    实验报告   成    绩：        

班级：     材物二班  姓名：     焦方宇     同组者：   杜圣   教师：周丽霞

 

光泵磁共振

【实验目的】

1.观察铷原子光抽运信号，加深对原子超精细结构的理解

2.观察铷原子的磁共振信号，测定铷原子超精细结构塞曼子能级的朗德因子。

3.学会利用光磁共振的方法测量地磁场

【实验原理】

1．Rb原子基态及最低激发态的能级

在第一激发能级5P与基态5S 之间产生的跃迁是铷原子主线系的第一条谱线，谱线为双线。到的跃迁产生的谱线为D1 线，波长是794nm； 到的跃迁产生的谱线为D2 线，波长是780nm。

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20xx-20xx学年第一学期——

近

代

物

理

实

验

总

结

哈萨克族

时间过得真快啊！我以为自己还有很多时间，只是当一个睁眼闭眼的瞬间，一个学期都快结束了，现在我们为一学期的大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，本学期从第二周开设了近代物理实验课程，在三个多月的实验中我明白了近代物理实验是一门综合性和技术性很强的课程，回顾这一学期的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。我们所做的实验基本上都是在物理学发展过程中起到决定性作用的著名实验，以及体现科学实验中不可缺少的现代实验技术的实验。它们是我受到了著名物理学家的物理思想和探索精神的熏陶，激发了我的探索和创新精神。同时近代物理实验也是一门包括物理、应用物理、材料科学、光电子科学与技术等系的重要专业技术基础物理实验课程也是我们物理系的专业必修课程。

我们本来每个人要做共八个实验，后来由于时间关系做了七个实验，我做的七个实验分别是：光纤通讯，光学多道与氢氘，法拉第效应，液晶物性，非线性电路与混沌，高温超导，塞满效应，下面我对每个实验及心得体会做些简单介绍：

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扫描隧道显微镜（STM）的原理及应用

【摘要】本实验主要学习扫描隧道显微镜的工作原理，掌握用电化学腐蚀钨丝的方法制备扫描隧道显微镜的针尖，并用所制作的钨探针扫描石墨样品，获取石墨样品的原子分辨像。再结合石墨的六角晶格结构和晶格常数，对石墨表面图像进行处理分析，计算x、y方向压电陶瓷的电压灵敏度为15.74 Å/V，并分析了扫描图像效果的差影响因素。

【关键词】扫描隧道显微镜、隧道效应、探针、粗逼近

一、引言：

扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscopy，简称STM）是国际公认的20世纪80年代世界十大科技成就之一，它由IBM公司的Binning博士、Rohrer博士及其同事于1982年研制成功，两位发明者因此于1986年获得诺贝尔物理学奖。STM技术的诞生使在纳米尺度范围探测材料的表面特性成为可能，这是因为STM 能够一个原子一个原子地将表面的几何结构和电子结构联系起来，实时地观察单个原子在物质表面的排列状态及与表面电子行为有关的物理、化学性质。

STM技术的最大优势在于可获得原子级的分辨率，通常它的分辨率在平行于表面的方向可达0.1纳米，在垂直于表面的方向可达0.01纳米，此外STM还可实时地获得材料表面实空间的三维图像；可以观察单个原子层的局部表面结构，而不是整个表面的平均性质；配合扫描隧道谱STS可以得到有关表面电子结构的信息，例如表面不同层次的态密度、表面电子势阱等。但STM也有明显的缺点：由于原子波函数的叠加，STM在恒电流的工作模式下对样品表面的某些沟槽不能准确探测，与此相关的分辨率较差；另外，STM所观察的样品必须有一定的导电性，对于半导体，观察效果就差于导体，而对于绝缘体则根本无法观察。不过，在STM之后衍生的原子力显微镜、磁力显微镜、近场光学显微镜等一系列新型非接触表面探针技术在很大程度上弥补了STM的不足，使探针显微镜技术日趋完善，并在纳米科技领域中得到越来越广泛的应用。

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塞曼效应

【摘要】本实验主要运用光栅摄谱仪拍摄在磁场中与无磁场中的谱线，了解谱线的分裂情况。并利用做比较光谱，用阿贝比长仪测量并计算的各个分裂谱线波长，与理论结果进行比较。

【关键词】塞曼效应、光栅摄谱仪、能级分裂、选择定则

一、引言

如果把光源置于足够强的磁场中，则光源发出的大部分单色光都分裂为若干条偏振的谱线，分裂的条数随能级的类别而不同。这种现象被称为塞曼效应。

塞曼效应是1896年荷兰物理学家塞曼发现的，洛伦兹对此作出了令人满意的解释。塞曼效应的发现及其解释对研究原子中电子的角动量和反映角动量耦合作用的朗得因子 等原子结构信息有重要的作用，因此，两人于1902年获得了诺贝尔物理学奖。本实验将采用光栅摄谱仪的方法来研究这一现象。

二、实验原理

按照原子的半经典模型，质量为，电量为的电子绕原子核转动，因此，原子具有一定的磁矩，它在外磁场中会获得一定的磁相互作用能，原子的磁矩与总角动量的关系为：

（1）

其中为朗德因子，与原子中所有电子的轨道和自旋角动量如何耦合成整个原子态的角动量有关。所以有：

其中是磁矩与外加磁场的夹角，又由于电子角动量空间取向的量子化，这种磁相互作用能只能取有限个分立的值，且电子的磁矩与总角动量的方向相反，因此在外磁场方向上，

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