光泵磁共振实验

光泵磁共振实验的实验室位于物理楼335、337房间,由王煜老师和姚红英老师负责教学

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北京大华的DH807A型光磁共振实验装置、信号发生器和示波器。

光泵磁共振是用光抽运方法使原子的粒子数分布产生重大改变(偏极化),并利用抽运光对磁共振信号做光检测,它巧妙地将频率较低的射频信号的变化转换为频率很高的光信号的变化来测量,使观测信号的功率提高了几个数量级。此方法不仅可以用于基础性研究,在其他测量技术方面也有广泛的应用,特别是使弱信号的检测方便易行,因此它被广泛应用于弱磁场的测量。 本实验的物理内容很丰富,实验过程中不仅掌握其方法也会见到比较复杂的现象。若能根据基本原理给出正确的分析,将受到一次很好的原子物理实验和综合实验的训练。

(一) 铷(Rb)原子基态及最低激发态的能级

  • L - S 耦合形成的精细结构能级
  • I - J 耦合形成的超精细结构能级
  • 在外磁场B中, 由于原子的总磁矩μF与磁场B的相互作用形成的塞曼能级

(二) 关于粒子数的偏极化和弛豫时间

  • 怎样实现偏极化的?
  • 光抽运的目的是什么?
  • 弛豫过程是怎样发生的?如何增加弛豫时间?

(三)关于塞曼子能级之间的磁共振

  • 光抽运和磁共振怎样达到动态平行的?
  1. 光抽运信号的观察
  2. 磁共振信号的观察
  3. 测量gF因子
  4. 测量共振线宽
  5. 测量地磁场水平分量
  1. 说明做了哪些光泵磁共振实验及这些实验的目的、意义。
  2. 各实验的原理与设计思想的简要阐述。
  3. 各实验的实验过程、数据记录、处理和讨论。
  4. 实验中发现的各种问题及其解决方法;进一步实验的设想。
  5. 对光泵磁共振实验的总评价、收获和改进意见。
  1. 杨福家. 原子物理学(第三版). 北京:高等教育出版社,2000.
  2. 吴思成,王祖全. 近代物理实验. 北京:北京大学出版社,2001.

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  • 最后更改: 2007/05/19 11:31
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