Effetto Zeeman con sistema magnetico variabile

Principio

L’effetto Zeeman è la suddivisione delle linee spettrali degli atomi all’interno di un campo magnetico. Il più semplice è la suddivisione di una riga spettrale in tre componenti chiamata “effetto Zeeman normale”. In questo esperimento vengono studiati l’effetto Zeeman normale e l’effetto Zeeman anomalo utilizzando una lampada spettrale al cadmio come campione. La lampada al cadmio è sottoposta a diverse densità di flusso magnetico e la suddivisione delle linee del cadmio (effetto Zeeman normale 643,8 nm, luce rossa; effetto Zeeman anomalo 508,6 nm, luce verde) viene studiata utilizzando un interferometro Fabry-Perot. La valutazione dei risultati porta ad un valore abbastanza preciso del magnetone di Bohr.

Vantaggi

• Scopri l’essenza del premio Nobel: Zeeman (1902)
• Effetto Zeeman normale e anomalo con un setup
• Magnete permanente dove la distanza variabile tra le 2 espansioni polari crea il campo magnetico
• Interferometro Fabry-Perot ad alta precisione necessario per buoni risultati
• Analisi delle immagini tramite software specifico di acquisizione e analisi per PC

Attivita’ proposte

1. Utilizzando l’interferometro di Fabry-Perot e un telescopio autocostruito, la suddivisione della linea centrale in diverse linee viene misurata in numeri d’onda in funzione della densità del flusso magnetico.
2. Dai risultati del punto 1. viene valutato un valore per il magnetone di Bohr.
3. La luce emessa nella direzione del campo magnetico viene analizzata qualitativamente.

Obiettivi formativi

• Il modello atomico di Bohr
• Quantizzazione dei livelli energetici
• Spin dell’elettrone
• Il magnetone di Bohr
• Interferenza delle onde elettromagnetiche
• Interferometro di Fabry-Perot