光磁共振论文.doc

光磁共振论文.doc:..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gF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:thispaperintroducesandanalysestheopticalpumpingindifferentobservationconditions・icfieldandmethodofdatafittingtomeasuretheLandeg-icresonance・urrentsize,icresonancesignalinfluence,:icresonance;ic;opticalpumping一、基本原理塞曼能级的形成——核自旋磁矩与电了口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,由于原子总磁矩角,和B的相互作用使原了的超精细能级进-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2F+1个能级,其间距基本是相等的,能级差AE=bB,其中乂二为波尔磁子。钏原子体系一般处于热厂B2叫平衡状态,原子在任意两个能级Hl、H2间的分布由波尔兹曼因子it AE^=eKT决定。在御原子光泵实验中,御样品泡的温度约为50°C,御h2匕原子的两精细能级之间的能级差AE»KT所以原子主要分布在基态的能级上,而分布在笫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AE«KT,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,Qnk=已爲Ek,En、Ek分别为N态和K态的能量,CO=69NK时才发生共振跃迁,%k〉0对应共振吸收;©k<()对应共振辐射。光抽运——起初,按照波尔兹曼分布,基态各塞曼了能级上御原了数目基本相同。偏振光开始照射时,叫=+2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吋,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T波尔兹曼能级简并T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,固体屮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吋,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