塞曼效应测光速实验中影响精度的因素分析

通常情况下该实验用以对电子的荷质比进行测量。笔者发现,如果进行逆向构思,把电子的荷质比作为已知量时,可重新进行理论推导从而得到真空中的光速值。基于该理论基础重新设计塞曼效应试验,就可以得到测量光速的一种新方法。本文主要就采用这一方法测光速时,对影响测量精度的主要因素进行了分析。     

外加电场和Al组分对纤锌矿AlGaN/GaN量子阱中的电子g因子的影响

研究了外加电场和垒层的Al组分对AlGaN/GaN量子阱中的横向和纵向g因子(g⊥和g//)及其各向异性(δg)的影响.纤锌矿体结构的贡献(S_//~(bulk)和g⊥)是构成g⊥=(g//-g_0)=g_//~(bulk)的主要部分,但g_//~(bulk)和g⊥的差值很小且几乎不随外加电场和Al组分改变.当外加电场的方向同极化电场的方向相同(相反)且增加时,g_//~(bulk)和g_⊥~(bulk)的强度同时增加(减小).当外加电场从-1.5×10~8 V·m~(-1)到1.5×10~8 V·m~(-1)变化时,异质结界面对g⊥的贡献(Γ_(Inter))大于0且强度缓慢增加,阱层对g⊥的贡献(Γ_W)小于0且强度也缓慢增加.然而Γ_(Inter)的强度比Γ_w大,且后者的强度随着外加电场的改变增加较快,所以δg0且强度随着外加电场的变化而减小.当垒层的Al组分增加时,如果不考虑应变效应(S_(1,2)=0),g_//~(bulk)和g⊥的强度同时减小,然而考虑应变效应后(S_(1,2)≠0),β_1g⊥和γ1(g_//~(bulk))的强度随着Al组分的增加而增加.随着垒层Al组分的增加,Γ_(Inter)和Γ_w的强度都增加,但Γ_(Inter)的强度较大且增加得较快,所以的的强度缓慢增加.g⊥的强度先随着Al组分的增加而减小,然后又随着Al组分的增加而增加,因为g⊥小于0且强度随着Al组分增加得很快.结果表明,AlGaN/GaN量子阱结构中的电子g因子及其各向异性可以被外加电场、垒层的Al组分、应变效应和量子限制效应共同调制.     

再议塞曼效应的理论解释

塞曼效应是原子在磁场中能级和光谱发生分裂的现象. 采用3种方法对塞曼效应进行解释, 比较它们 的异同. 并着重运用微扰理论方法, 对正常塞曼效应和反常塞曼效应进行比较, 使学习者对塞曼效应本质的认识更 加深入     

诺贝尔物理学奖百年回顾

 ２０世纪,物理学成就辉煌．诺贝尔物理学奖,从一个侧面纪录了当代最优秀物理学家奋斗的足迹．值此世纪交替之际,我们编写这篇文章,对诺贝尔物理学奖作百年回顾,以飨读者．１９０１年伦琴（ＷｉｌｈｅｌｍＣｏｎｒａｄＲｏｎｔｇｅｎ１８４５～１９２３）因发现伦琴射线（即通常所说的Ｘ射线）以及对伦琴射线性质的研究,获得了第一届（１９０１年度）诺贝尔物理学奖．１８９５年１１月８日,当伦琴用克鲁克斯管做实验时,发现工作台上的氰亚铂酸钠纸屏能发出荧光．他分别用纸和书本遮住纸屏,纸屏仍然发光．使伦琴更为惊讶的是,当他把手放在纸屏前时,纸屏上留下了手骨的阴影．     

塞曼效应实验之虚拟仿真与电脑辅助对比分析

塞曼效应实验通过测量汞绿光在磁场中分裂谱线的波长差计算电子的荷质比。电脑辅助版塞曼效应实验利用CCD图像采集卡将法布里-珀罗标准具等倾干涉图像采集到电脑,再利用塞曼效应实验分析软件对图像进行处理,测出光分裂的谱线波长差,计算出电子荷质比。虚拟仿真型塞曼效应实验则是利用科大奥锐提供的虚拟仿真实验系统,从实验仪器的摆放、调试到测量及数据处理,实现对塞曼效应实验的全程模拟仿真。电脑辅助版塞曼效应实验克服了过去手工测量的诸多缺陷,但并没有解决所有不足,还带来一些新问题。塞曼效应虚拟仿真实验几乎解决了传统塞曼效应实验所遇到的所有问题,只要必要的步骤操作到位,就可以得到理想的实验结果。通过研究分析,深刻认识到两种实验方式相互不能完全替代,但可以作为有益补充。     

塞曼效应中谱线的偏振

本文从量子力学关于测量的基本原理，光子的自旋状态以及原子在辐射过程中角动量守恒的角度出发，全面解释了塞曼效应中谱线的偏振现象，不仅包括了观察的纵效应和横效应，还包括了斜向效应。     

Polarization Gradient Cooling by Zeeman-Effect-Assisted Saturated Absorption

A novel and simple method to realize polarization gradient cooling （PGC） is reported. The stabilizing, shifting and rapid tuning of the frequency of the external cavity diode laser is realized by using the Zeeman-effect-assisted Doppler-free saturated absorption technique. Based on this convenient technique, 87Rb cold atoms are captured from room-temperature background vapor in the magneto-optical trap （MOT）. Meanwhile, the steady-state number, the density and the lifetime of atoms in the MOT are measured. Subsequently, a frequency-fast-varying circuit is designed to realize PGC, which is demonstrated effectively and reliably in experiments. The temperature of the cold atom cloud is measured by two different methods, which coincide with each other.     

塞曼效应实验中等高共轴调节问题探讨

借助带水准仪和三角支架的十字线激光器准确快捷调节塞曼效应实验系统中各光学元件等高共轴,观察到清晰的塞曼分裂图像,准确测量笔型汞灯处的磁场强度大小,大大减小了实验误差。