光泵磁實(shí)驗(yàn)中測(cè)量地磁場(chǎng)垂直分量的方法

1、光泵磁實(shí)驗(yàn)中測(cè)量地磁場(chǎng)垂直分量的方法,——林優(yōu),光泵磁實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)介,銣（Rb）原子能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)和塞曼分裂光抽運(yùn)效應(yīng)及偏極化的保持塞曼子能級(jí)間的磁共振和光探測(cè),銣（Rb）原子能級(jí)的超精細(xì)結(jié)構(gòu)和塞曼分裂,光抽運(yùn)效應(yīng)及偏極化的保持,在磁場(chǎng)中，原子在各子能級(jí)上的數(shù)目按玻耳茲曼分布，當(dāng)用左旋圓偏振光 照射氣態(tài)銣原子時(shí)，根據(jù)光躍遷選擇定則,塞曼子能級(jí)間的磁共振和光探測(cè),在弱磁場(chǎng)中，相鄰塞曼子能級(jí)間的能量差由（1）式給出。對(duì)于87Rb，因光抽

2、運(yùn)，大量原子都聚積到基態(tài)F=2， =+2能級(jí)上，偏極化達(dá)到飽和。這時(shí)在垂直于B的平面內(nèi)施加一個(gè)頻率為 的射頻場(chǎng)B1，當(dāng)滿足磁共振條件                          &#

3、160;            （2）時(shí),在塞曼子能級(jí)間產(chǎn)生感應(yīng)躍遷，稱為磁共振。,實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量地磁場(chǎng)垂直分量,常規(guī)方法是,調(diào)節(jié)垂直磁場(chǎng)電流的大小,使光抽運(yùn)信號(hào)幅度最強(qiáng),這次垂直磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小就等于地磁場(chǎng)垂直分量大小在實(shí)驗(yàn)時(shí),由于儀器精度限制和個(gè)人觀察結(jié)果不同,導(dǎo)致結(jié)果存在一定的誤差.,,A 為垂直磁場(chǎng)方向與地磁場(chǎng)

4、方向相反 B 為垂直磁場(chǎng)方向與地磁場(chǎng)方向相同,,用B1,B’1代表水平磁場(chǎng),B2和B’2為垂直磁場(chǎng),B3和B’3為地球磁場(chǎng)垂直分量, B和B’為合磁場(chǎng).同向時(shí): hv= (B1+ B2+ B3)反向時(shí): hv= (B’1 +B’2 +B’3)B2= B’2 => B3= B’3=-(B1+B’1)/2 I* (Gs) I’* (Gs) =>

5、B3= (I-I’)* (Gs),,,,,,,,,,實(shí)驗(yàn)時(shí),先將水平場(chǎng)方向,掃場(chǎng)方向和地磁場(chǎng)水平方向調(diào)為同一方向,掃場(chǎng)信號(hào)幅度調(diào)到0.4v(峰峰值),在3種不同情況下采集數(shù)據(jù)1,水平磁場(chǎng)線圈的電流為50mA,并分別加上600,700,800KHz的射頻場(chǎng)2,水平磁場(chǎng)線圈的電流為100mA,并分別加上600,700,800KHz的射頻場(chǎng)3,射頻場(chǎng)頻率固定為700KHz,并分別加上50,60,70,80,90,100mA