光磁共振解为梅摘要:本文分析了各种情况下的抽运信号,并利用扫场法及最小二乘法测定g因子,最后通过调节垂直磁场线圈电流的大小,来改变垂直方向磁场对光磁共振信号的影响,从而测定地球磁场的垂直分量。关键词:磁共振信号;扫场;icResonanceXieweimeiAbstract:-,icresonancesignalinfluence,:icresonance;ic;opticalpumping基本原理塞曼能级的形成——核自旋磁矩与电子自旋及轨道运动而产生的磁矩间的相互作用,造成原子精细能级的进一步分裂,产生超精细结构。当原子处于弱磁场B中时,由于原子总磁矩和B的相互作用使原子的超精细能级进一步分裂形成塞曼支能级,超精细结构中的每个能级F将分裂为个能级,其间距基本是相等的,能级差,其中为波尔磁子。铷原子体系一般处于热平衡状态,原子在任意两个能级H1、H2间的分布由波尔兹曼因子决定。在铷原子光泵实验中,铷样品泡的温度约为50℃,铷原子的两精细能级之间的能级差所以原子主要分布在基态的能级上,而分布在第一激发态的能级上的相对很少。而对超精细能级及塞曼支能级,由于,所以原子在超精细能级及塞曼支能级间的分布几率是相等的。两态之间跃迁的几率与两态之间的能级差有关,,、分别为N态和K态的能量,时才发生共振跃迁,对应共振吸收;对应共振辐射。光抽运——起初,按照波尔兹曼分布,基态各塞曼子能级上铷原子数目基本相同。偏振光开始照射时,能级以外的其他能级上的许多原子被激发,因而对偏振光有强烈的吸收作用,透射光就很低。随着原子被抽运到+2能级上,其他能级上的粒子不断减少,对光抽运信号的吸收就会变弱,透射光的强度逐渐变大。当抽运和弛豫达到动态平衡时,透射光就达到并保持最大值。透射光强的这种变化是由抽运作用是否发生及程度如何决定的,因而这就是“抽运信号”。当加入偏振光之后,要通过示波器观察光抽运信号,必须要加入周期性变化的磁场(即扫场),使偏极化波尔兹曼能级简并再次形成偏极化的循环过程可以进行。磁共振——固体在恒定磁场和高频交变磁场的共同作用下,在某一频率附近对高频电磁场产生的共振吸收现象。在恒定的磁场下,固体发生磁化,固体中的元磁矩均要绕外磁场进动。由于存在阻尼,这种进动就会很快的衰减掉。若在垂直于恒定磁场的方向上加上一高频电磁场,当频率与进动频率一致时,就会从交变电磁场中吸收能量以维持进动,固体对入射的高频磁场能量在上述的频率处产生一个共振吸收峰。在本实验中,在原子因为光抽运而偏极化之后,加上合适的射频场(与使得原子发生塞曼分裂的磁场相垂直)就会激发塞曼子能级间的磁共振,大量的原子从+2能级上跃迁到塞曼的其他子能级上。这就是说一旦发生磁共振+2能级以外的各能级上就会又有许多原子,在偏振光的照射下,他们必然受激发而被抽运。随着它们被激发就会出现对入射光的吸收。可见这次抽运光的吸收取决于磁共振是否发生及发生的程度,这就是“共振信号”。扫场的斜率与抽运信号
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