Zeeman-Effekt mit CCD-Kamera und Messsoftware

Artikel-Nr.: P2511005
 

Prinzip

Die als Zeeman-Effekt bezeichnete Aufspaltung der Spektrallinien von Atomen im Magnetfeld kann an Cadmium-Linien (normaler Zeeman-Effekt l= 634,8 nm, rotes Licht; anomaler Zeeman-Effekt l= 508,6 nm, grünes Licht) demonstriert und ausgewertet werden. Die beteiligten Energieniveaus spalten im Magnetfeld in 2L + 1 Niveaus auf, sodass unter Berücksichtigung der Auswahlregeln neun strahlende Übergänge vorkommen, von denen im Falle des normalen Zeeman-Effektes immer drei die gleiche Energie haben. Bei Beobachtung quer zur Feldrichtung (transversaler Effekt) sind zwei senkrecht und eine parallel zur Feldrichtung polarisierte Linien zu beobachten, während bei Beobachtung in Feldrichtung (longitudinaler Effekt) zwei zirkular polarisierte Linien beobachtet werden. Über die Bestimmung der Linienaufspaltung kann der Wert des Bohrschen Magnetons µB ermittelt werden. Mit Hilfe eines hochauflösenden Fabry-Perot-Interferometers (Auflösungsvermögen ca. 400000) sind die einzelnen Linien als sehr kontrastreiche Ringe zu beobachten.

Aufgaben

  1. Mit dem Fabry-Perot-Interferometer wird die Aufspaltung der Energieniveaus in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte gemessen
  2. Aus den Ergebnissen der Messung wird das Bohrsche Magneton berechnet
  3. Das Licht, das in Richtung des Magnetfeldes emittiert wird, wird qualitativ untersucht (longitudinaler Zeeman-Effekt)

Lernziele

  • Bohrsches Atommodell
  • Quantisierung der Energieniveaus
  • Elektronen-Spin
  • Bohrsches Magneton
  • Interferenz elektromagnetischer Wellen
  • Fabry-Perot-Interferometer

 

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)




Materialliste (Auszug) Artikel Menge
Fabry-Perot-Interferometer 09050-02 1
Elektromagnet ohne Polschuhe 06480-01 1
Cadmium-Lampe zum Zeeman-Effekt 09050-20 1
Stelltrafo 25 V~/20 V- , 12 A 13531-93 1
Drossel für Spektrallampen 230 V/50Hz 13662-97 1
Drehtisch für schwere Lasten 02077-00 1
Polschuh, durchbohrt, konisch, 2 Stück 06480-03 1
Optische Profilbank, I = 1000 mm 08282-00 1
Kondensator, Elektrolyt 22 mF 06211-00 1
Polarisationsfilter auf Stiel 08610-00 1
Polarisationspräparat Glimmer 08664-00 1
Irisblende 08045-00 1
Digitalmultimeter 2010 07128-00 1
Reiter für optische Profilbank, h = 80 mm 08286-02 2
Linsenhalter 08012-00 4
Reiter für optische Profilbank, h = 30 mm 08286-01 5
Fuß für optische Profilbank, justierbar 08284-00 2
Linse in Fassung, f = + 50 mm 08020-01 2
Linse in Fassung, f = +300 mm 08023-01 1
Verbindungsleitung, 32 A, 1000 mm, rot 07363-01 1
Verbindungsleitung, 32 A, 1000 mm, blau 07363-04 1
Verbindungsleitung, 32 A, 750 mm, rot 07362-01 1
Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, rot 07361-01 1
Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, blau 07361-04 1
Verbindungsleitung, 32 A, 250 mm, rot 07360-01 1
Verbindungsleitung, 32 A, 250 mm, blau 07360-04 1
TESS expert CD-ROM Laboratory Experiments Physics, Chemistry, Biology, Applied Sciences 16502-42 1

Zu diesem Artikel gibt es folgende Literaturwerke

Titel Artikel Sprache
TESS expert Handbook Laboratory Experiments Physics 16502-32 ENG

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