예비-Zeeman effect

소개글

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목차

Ⅰ. 실험 제목
Ⅱ. 실험 목적/개요
Ⅲ. 이론
Ⅳ. 실험 장비
Ⅴ. 실험 방법
Ⅵ. 참고자료

본문내용

Ⅰ. 실험 제목
Zeeman effect

Ⅱ. 실험 목적/개요
광원을 균일한 외부자기장에 넣어 나타나는 변화를 자세하게 관찰하고 결과를 기록하여, Zeeman Effect를 확인하고 그 결과를 이론과 비교해 본다.
원자가 방출하는 스펙트럼이 외부자기장이 없을 때에는 하나였던 스펙트럼선이 외부자기장이 가해지면 여러 개의 다른 선으로 가라지는 현상을 Zeeman Effect라고 한다. 이러한 현상은 모든 전자는 스핀을 가지고 있지만 스핀은 짝을 이루기 때문에(paired electron) 외부자기장이 없을 때에는 스핀이 없는 것처럼 행동하다가 외부자기장이 생김에 따라 이러한 현상을 관찰할 수 있다.

Ⅲ. 이론

스핀을 갖지 않아서 스핀 자기 모멘텀이 0인 원자에 강력하고 균일한 외부 자기장을 걸어주면 궤도 자기 모멘텀에 관계된 자기모멘트 은 자기장 과 상호작용하고 이에 따른 에너지는 다음과 같다.
( : 와 사이의 각)
수소 원자에서 궤도전자의 자기 모멘텀은 그것의 각운동량 L에 의존한다. 위의 그림 같은 전류 고리를 생각하면 이 루프가 갖는 자기 모멘트의 크기 는 다음과 같이 주어진다.
(I : 전류의세기, A : 단면적)

전자는 반지름 r인 궤도를 rev/s의 속도로 회전하고 전자의 전하량은 -e이므로 , 이다.

또 이 전자의 각운동량 L을 살펴보면 전자의 속도가 이므로 에서 다음과 같이 된다.

따라서 자기모멘트를 각운동량에 관한 식으로 다시 정리하여 보면 다음과 같다.

따라서 자기장 속에서 전자가 갖는 에너지 U는 다음과 같이 정리해 볼 수 있다.

참고 자료

없음