Zeeman Effect 결과보고서

소개

현대물리 실험 결과보고서입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 결과
3. 결과 분석

본문내용

1. 실험 목적
광원에 자기장을 가하여 정상 Zeeman 효과에서 나타나는 세 개의 성분을 관찰하고 분리도를 측정하여 e/m을 구한다.

이번 실험은 카드뮴 광원에 자기장을 걸어주었을 때, 전류를 변화시키면서 에너지 준위를 관찰하였다. 이때 전자의 스핀에 의한 자기모멘트가 자기장과 상호작용하여 에너지 준위를 분리시키는데 이론적으로는 선이 분리 되어야 하나 실제로는 선이 두꺼워지는 것으로 나타났기 때문에 육안으로는 확인 할 순 없지만 선이 다음과 같이 3개로 분리되었다고 추정하여 좁아진 간섭무늬의 간격 을 측정하였다. 여기서 구한 간격을 이용하면
식에 의하여 위의 표와 같이 를 구할 수 있다.

눈으로 확인할 수 있는 스펙트럼선의 변화는 파장이나 진동수의 변화를 측정함으로서 확인할 수 있는데 이렇게 변화한 진동수를 라 하면 이것은 다음과 같이 주어진다.
.........(1)

그리고 이 식으로부터 e/m의 값을 구하기 위해서는 의 값을 측정하면 되는데, 이는 를 구해서 알 수 있다.
이 실험에서 이용할 cadmium의 스펙트럼에서는 선명한 적색선이 나오는데 자기장을 걸어주면 앞에서 살펴본 Normal Zeeman Effect를 관찰해 볼 수 있다. 자기장을 걸어주어 나타나는 스펙트럼의 분리를 관찰하기 위해서 Lummer Gehrcke plate를 이용한다. Lummer Gehrcke plate를 이용하여 관측 가능한 파장의 변화 는 다음과 같다.

여기서 는 무시할 만큼 작은 양이므로 식은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.

: 처음의 선과 분리되어 나온 선과의 거리(자기장이 없을 때)
: 분리되어 나온 선들 간의 거리(자기장이 없을 때)
: cadmium의 붉은선의 파장 = 643.8nm
n: Lummer Gehrcke plate의 굴절률 = 1.4567
d: Lummer Gehrcke plate의 두께 = 4.04mm

참고자료

· 없음