光磁共振实验中抵消地磁场垂直分量的方法
2012-02-01池水莲秦晓琼於黄忠
物理实验 2012年5期
池水莲,秦晓琼,於黄忠
(华南理工大学理学院物理系,广东广州510640)
1 引 言
光磁共振是近代物理实验课的必修实验,它包含了光学、电磁学和电子学等方面的知识,实验原理复杂,实验内容丰富[1-2].利用光磁共振实验仪进行实验研究和测量一般都是调节垂直场线圈的电流,使垂直场抵消地磁场的垂直分量,这样水平方向的磁场大小就是样品处的总磁场大小[3-4].如果光磁共振实验中地磁场的垂直分量未被抵消,则样品处的总磁场就是水平磁场和垂直磁场的矢量和,此时若用水平方向磁场的标量和作为总磁场将导致较大的实验误差.
抵消地磁场垂直分量的传统方法是:利用垂直方向磁场对抽运信号的影响[5],调节垂直场电流,使光抽运信号的幅度达到最大,这时认为地磁场的垂直分量被抵消[6-7].但由于人眼观察和判断的差异,不同实验者得到抵消地磁场垂直分量的垂直场电流存在较大差异.为此,本文利用垂直方向磁场对共振信号的影响,提出了重复性较好的抵消地磁场垂直分量的方法.
2 原理方法
光磁共振实验利用圆偏振光激发原子,造成能级原子数分布偏离热平衡下的玻尔兹曼分布.经过光抽运,核磁矩不为零的原子产生超精细结构能级塞曼分裂,若垂直于磁场及光传播方向施加一频率为ν的射频振荡磁场,则原子在塞曼子能级间发生共振跃迁的条件为

其中:h为普朗克常量,gF为朗德因子,μB为玻尔磁子,B为样品处……
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