光磁共振实验的数据处理

五、数据记录与数据处理水平场：0.201A垂直场：0.015A共振频率峰谷水平方向波峰波谷水平方向（正）527.0kHz359.2kHz778.0kHz546.0kHz水平方向（反）331.1kHz487.4kHz505.0kHz733.0kHz亥姆霍兹线圈参数：水平场扫场垂直场线圈匝数N/匝250250100有效半径r/m0.26760.2420.153其中85Rb的共振频率为：527.0kHz,359.2kHz,331.1kHz,487.4kHz87Rb的共振频率为；778.0kHz,546.0kHz,505.0kHz,733.0kHz85Rb共振信号对准波谷时，朗德因子g及其相对误差：V=（359.2kHz+487.4kHz）/2=423.3kHzgf=-343-24-46.62610423.3109.27100.8610≈0.35理论值gf理论=31，相对误差为3131-35.0×100%≈5%共振信号对准波峰时，朗德因子g及其相对误差：V=（527.0kHz+331.1kHz）/2=429.05kHzgf=-343-24-46.62610429.05109.27100.8610≈0.36理论值gf理论=31，相对误差为10.36-313×100%≈8%87Rb共振信号对准波峰时，朗德因子g及其相对误差：V=(778.0kHz+505.0kHz)/2=641.5KHzgf=-343-24-46.62610641.5109.27100.8610≈0.53理论值gf理论=21，相对误差为2121-53.0×100%≈6%共振信号对准波谷时，朗德因子g及其相对误差：V=（733.0kHz+546.0kHz）/2=639.5KHzgf=-343-24-46.62610639.5109.27100.8610≈0.532理论值gf理论=21，相对误差为10.532-212×100%≈6.4%85Rb的朗德因子g及其相对误差：V=（527kHz+359.2kHz+331.1kHz+487.4kHz）/4=426.18kHzgf=-343-24-46.62610426.18109.27100.8610≈0.3587Rb的朗德因子g及其相对误差：V=(778.0kHz+546.0kHz+505.0kHz+733.0kHz)/4=640.5kHzgf=-343-24-46.62610640.5109.27100.8610≈0.53六、实验结果陈述与总结本实验的实验操作很简单，因此实验很顺利地完成了，但具体原理要多花时间才能理解。在本次实验中，我们了解并且熟悉了光磁共振的原理以及如何通过使用仪器来完成实验；并且学习了光抽运现象的原理以及如何去测量朗德因子。我认为此次实验的巧妙之处在于通过两个方向的共振频率取平均值从而消除磁场和扫场直流分量的影响。通过计算可以得到各个数据与理论值的相对误差都约是5%至8%之间，考虑到各种不可避免的环境干扰因素，误差可以接受，所以实验比较成功。七、思考题1．为什么要滤去D2光？用π光为什么不能实现光抽运?用D1σ－光照射85Rb将如何？答：滤去D2光的原因是它不利于D1光的搬运,跃迁到52P1/2上的原子通过自发辐射以及无辐射跃迁两种过程回到基态52S1/2各个子能级上,经过多次循环之后,基态其他能级上大量的例子被搬运到基态mF=+2子能级上,为此光抽运,而当用π光时,由于△mF=0,则不产生光抽运效应,且此时85Rb原子对光有强的吸收,而用D1σ－光照射时,σ－光有与σ+光同样的作用,不过它是将大量粒子抽运到mF=-2的能级上.2．铷原子超精细结构塞曼子能级间的磁共振信号是用什么方法检测的?实验过程中如何区分87Rb扣85Rb的磁共振信号？答：磁共振信号是通过测量透射光强的变化得到的，光检测罚利用磁共振时伴随着σ+光强的变化，巧妙的将一个频率较低的射频两字转换成一个射频较高的光频量子的变化，使观察信号的功率提高了7-8个数量级。当水平场不变时，频率高的为87Rb共振信号，频率较低的为85Rb共振信号。3．试计算出87Rb和85Rb的gF因子理论值．4．你测定gF因子的方法是否受到地磁场和扫场直流分量的影响？为什么？答：不受影响。（1）当共振信号对准波谷时，分别侧得改变方向的2个频率为ν谷1和ν谷2水平地磁场方向与水平磁场方向一致和相反时合磁场分别为B1=B水平+B地水平，B2=B水平-B地水平则h(ν谷1+ν谷2)=μBgF(B1+B2)h(ν谷1+ν谷2)/2=μBgFB水平（2）当共振信号对准波峰时，分别侧得改变方向的2个频率ν峰1和ν峰2，水平地磁场方向与水平磁场方向一致和相反时合磁场分别为B3=B水平+B地水平，B4=B水平-B地水平则hν峰1=μBgF(B3+B扫)hν峰2=μBgF(B4-B扫)h(ν峰1+ν峰2)=μBgF(B3+B4)h(ν峰1+ν峰2)/2=μBgFB水平综上所诉，测出两个方向的共振频率ν’和ν”，再取ν=（ν’+ν”）/2作为相应的共振频率，以消除地磁场和扫场直流分量的影响指导教师批阅意见：成绩评定：