PSZ－Ⅳ气压扫描塞曼效应试验仪说明书-杭州精诚光电子有限公司.DOC

　　　　　 PSZ-IV气压扫描塞曼效应实验仪 说明书 杭州精诚光电子有限公司 E-mail: jcgdz@126.com Tel: 0571Fax: 0571PSZ－Ⅳ气压扫描塞曼效应实验仪说明书 一、前言： 　　　塞曼效应在量子论的发展中起了重大作用。为此曾获1902年度诺贝尔物理奖，至今它还是研究原子结构和能级参数的重要手段，也是激光技术、测量技术中的重要手段。塞曼在当年的技术条件下，实施其实验研究时，技术难度是很大的，当今的技术，已能让大学生轻松从容地去有效观测这一重要科学现象。通过这个实验能让学生通过光信号来看原子，又能得到一系技术上的训练和启发。 　本实验仪采用气压扫描FP标准具来观测汞灯谱线的塞曼效应，其特点是标准具精度高、分辨率高、稳定性高，可方便而可靠地进行定量的塞曼效应和其他高分辨率光谱研究。由于仪器的扫描性、开放性、综合性和积木式结构，作为教学仪器，尤其能给学生提供多种训练和启发，使之深入地理解仪器的原理和使用技巧、触类旁通、提高实验水平、实验兴趣和教学效果；作为科研仪器，可在相关领域进行高分辩光谱定量研究。 二、仪器构成和主要技术参数： 　　　仪器外形如照片（图1）所示。由以下九部分组成： 汞灯及其电源： 灯管宽度小于6.5mm,放电电流可在4～ma调节，输出线上串有30千欧姆限流电阻。 磁铁： 磁隙6.5mm，磁隙中磁感应强度B≌1.1～Φ25 镜面间隔：2.00mm 镜面高反射光谱带宽：500～nm 精细度：F≥30 平面度：λ/100。（λ＝633nm） 气压扫描范围：大于180KPa 扫描速度：4档可调 聚光成像系统： 聚光透镜焦距：f＝140mm 成像透镜焦距:f＝180mm 干涉滤光片选取汞灯谱线 光电倍增管探测组件： 前置针孔光阑直径Φ0.4，内置对中心LED外接电源＋5V。 光电倍增管型号GDB221（侧窗）或235（端窗）。 气泵： 活塞型封闭系统，最大送气量125cm。 步进电机驱动，有左右限位开关，端部附有放气螺丝。 气压扫描控制器： 气压表显示范围：0～a（高于大气压）。 可控制气泵以不同速度升压、降压或停留在某气压值，气压扫描的速度四档可调，依次减慢一倍，最快档扫完全程约2分钟。 气压信号模拟电压输出：0～Ⅱ型光电测量组合表： 微电流放大器量程：19.99nA；199.9nA；1999nA；19.99uA；199.9uA。 微电流放大器模拟电压输出：0～～≤10mV，最大负载电流1mA；自动短路保护。 真空光电管偏压：30V负载电流＞5mA。 电脑X－Y记录仪接口软件： 输入信号电压范围－5～ 图2表示PSZ－Ⅳ气压扫描塞曼应实验仪框图： 气压扫描标准具本体和成像－检测系统 图二、塞曼效应实验装置 L1-聚光透镜　P-偏振片　IF干涉滤光片　F-P气压扫描标准具　L2-成像透镜　Ph-焦面小孔光阑　PM-光电倍增管　SM-步进电机　PS-气压传感器　NA－Ⅱ组合表 标准具本体内有二块相对平行安置的超精密平镜，边缘有一精密间隔圈保证二镜基本平行，伸出外部的三个旋钮可进一步调节二镜的平行度，顺时针旋转时使该处平镜间距增大，逆转则反之。镜间气压改变时，导致折射率改变，从而实现相应的干涉极大波长的扫描。本体下方有二个螺丝可调节标准具的方位角，本体上方装有气压传感器和气体进出接口，使用时把传感器的四芯电缆插头插到“PS－Ⅳ气压扫描控制器”后板的四芯插座上；用橡皮管把气体进出口与气泵连接，而“PS－Ⅳ气压扫描控制器”后板的七芯插座与气泵上的七芯插座用专用电缆连接。 成像透镜焦距约为180mm，镜筒上方支头螺钉使成像透镜拆装方便。镜筒后端可根据需要随意装入毛玻璃屏、针孔光阑或带有针孔光阑的光电倍增管组件。有一支头螺钉可紧固这三种部件。利用毛玻璃屏可以观察成像透镜产生的标准具等倾干涉环。要使干涉环清晰，应仔细调节毛玻璃屏的前后位置，准确地位于成像透镜的焦面上（出厂时是调好的），若需要重新调整，可先取下标准具本体，把成像透镜筒对准远处的物体，调节镜筒尾端的螺纹管，使毛玻璃屏上呈现的像最清晰为止，然后旋紧螺纹管上的紧固圈。经如此调整后，若换用针孔光阑，可通过针孔观察标准具的等厚干涉情况；从镜筒上方窗口则可看到针孔光阑前表面上的的等倾干涉图，调节标准具的方位角时，此等倾干涉环就跟着移动，通常把干涉环的圆心调到针孔位置时，观测效果最佳。 本体中二块平镜的平行度调整，对于用好F－P标准具是极为重要的。必须有足够的耐心，要充分重视。常用二种方法来判别镜片的平行程度。 移动眼睛： 把标准具对着单色面光源，取下成像透镜和光电倍增管，眼睛向标准具中看，对无穷远调焦，（近视眼需戴眼镜才能看清），应能看到一套同心等倾干涉环，当眼睛向上移动时，如果看到