Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: Az optikai pumpálás. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Hasonló dokumentumok
Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Folyadékkristályok vizsgálata.

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia március 18.

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Modern Fizika Labor Fizika BSC

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

Mag-mágneses rezonancia

Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Elektronspin rezonancia

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Hőmérsékleti sugárzás

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Oktatási Hivatal. A 2008/2009. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő fordulójának feladatlapja. FIZIKÁBÓL II.

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: A Zeeman-effektus. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Modern Fizika Laboratórium Fizika BSc 6. Zeeman-effektus

Modern Fizika Labor Fizika BSC

(III) Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata (Ablakhoz közeli mérőhely)

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Modern fizika laboratórium

Félvezetk vizsgálata

3. Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

A mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

2. Ideális esetben az árammérő belső ellenállása a.) nagyobb, mint 1kΩ b.) megegyezik a mért áramkör eredő ellenállásával

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

A II. kategória Fizika OKTV mérési feladatainak megoldása

Mágneses szuszceptibilitás mérése

A mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Newton-gyűrűkkel Folyadék törésmutatójának mérése Abbe-féle refraktométerrel

Mágneses módszerek a mőszeres analitikában

Jegyzőkönyv. mágneses szuszceptibilitás méréséről (7)

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

Abszolút és relatív aktivitás mérése

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Modern Fizika Laboratórium Fizika BSc 18. Granuláris anyagok

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 13. mérés: Molekulamodellezés PC-n április 29.

Abszorpció, emlékeztetõ

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Mikroszkóp vizsgálata és folyadék törésmutatójának mérése (8-as számú mérés) mérési jegyzõkönyv

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 8. Alkáli spektrumok

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

Mágneses módszerek a műszeres analitikában

1 kérdés. Személyes kezdőlap Villamos Gelencsér Géza Simonyi teszt május 13. szombat Teszt feladatok 2017 Előzetes megtekintés

A kísérlet, mérés megnevezése célkitűzései: Váltakozó áramú körök vizsgálata, induktív ellenállás mérése, induktivitás értelmezése.

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA MEGOLDÁSI ÚTMUTATÓ

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

RC tag mérési jegyz könyv

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

Mérési jegyzőkönyv a 5. mérés A/D és D/A átalakító vizsgálata című laboratóriumi gyakorlatról

Az elektromágneses tér energiája

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

Koherens lézerspektroszkópia adalékolt optikai egykristályokban

KÖZEG. dv dt. q v. dm q m. = dt GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET:

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Rugalmas állandók mérése

Jegyzőkönyv. hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálatáról (3)

7. Laboratóriumi gyakorlat KIS ELMOZDULÁSOK MÉRÉSE KAPACITÍV ÉS INDUKTÍV MÓDSZERREL

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Abszorpciós fotometria

Milyen elvi mérési és számítási módszerrel lehet a Thevenin helyettesítő kép elemeit meghatározni?

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

N I. 02 B. Mágneses anyagvizsgálat G ép A mérés dátuma: A mérés eszközei: A mérés menetének leírása:

Elektronspinrezonancia (ESR) - spektroszkópia

Hálózati egyenirányítók, feszültségsokszorozók Egyenirányító kapcsolások

E23 laboratóriumi mérés Fizikai Tanszék

Oszcillátorok. Párhuzamos rezgőkör L C Miért rezeg a rezgőkör?

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

Modern fizika laboratórium

Gnädig Péter: Golyók, labdák, korongok és pörgettyűk csalafinta mozgása április 16. Pörgettyűk különböző méretekben az atomoktól a csillagokig

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Rugalmas állandók mérése

3. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

A Mössbauer-effektus vizsgálata

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

1. Milyen módszerrel ábrázolhatók a váltakozó mennyiségek, és melyiknek mi az előnye?

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Magspektroszkópiai gyakorlatok

9. Fényhullámhossz és diszperzió mérése jegyzőkönyv

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Kiegészítő tudnivalók a fizikai mérésekhez

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Fázisátalakulások vizsgálata

Rugalmas állandók mérése (2-es számú mérés) mérési jegyzõkönyv

Fajhő mérése. Mérést végezte: Horváth Bendegúz Mérőtárs neve: Olar Alex Mérés ideje: Jegyzőkönyv leadásának ideje:

Átírás:

Modern Fizika Labor A mérés dátuma: 2005.10.19. A mérés száma és címe: 7. Az optikai pumpálás Értékelés: A beadás dátuma: 2005.10.28. A mérést végezte: Orosz Katalin Tóth Bence

Optikai pumpálás segítségével lehetőségünk nyílik több fontos dolog vizsgálatára is. Első sorban fontos eredmény, hogy a vizsgált anyag magspinjei, illetve magmágneses momentumai is meghatározhatók. Ezen kívül alkalmunk nyílik a relaxációs folyamatok vizsgálatára is. A kísérletet Rb atomokkal végeztük el, azaz a kísérleti elrendezésben a fényforrásunk egy rubídiumot tartalmazó kisülési cső. Az optikai pumpálás megvalósításához a cső fényét először interferenciaszűrőn, majd polarizátoron vezetjük át, ahol előbbi a rubídium D 1 vonalának (795nm) kiszűréséhez kell, utóbbi pedig cirkulárisan poláros fény előállításához. Itt fontos megjegyezni, hogy lineárisan poláros fénnyel nem valósítható meg a pumpálás. Az általunk használt A összeállítás esetén a mágneses teret moduláljuk, s a mágneses tér változtatása mellett rögzített frekvenciák esetén keressük a rezonanciát. A mérés során először a relaxációs folyamatokat vizsgáltuk, majd pedig a különböző rezonanciafrekvenciákhoz tartozó értékeket mértük a rubídium mindkét izotópjára, ebből meghatároztuk a B-ν karakterisztikát, a meredekségből pedig g f -et, valamint I-t, azaz a magspint számoltuk. 1. Elméleti eredmények A rubídium 85-ös és 87-es izotópjaira az elméleti képletek alapján számoltuk g j -t, g f -et. A rubídiumra l=0, s=1/2, j=1/2, hiszen alkáli fém, s egy világítóelektronja van a 3s pályán. j(j + 1) + s(s + 1) l(l + 1) g j =1+ =2 2j( j + 1) g Ebben az esetben g f =± j 2I + 1 85 Rb-re g f =±1/3, I=5/2 87 Rb-re g f =±1/2, I=3/2 2

2. Relaxációs folyamatok vizsgálata A relaxációs folyamatoknál figyelembe kell venni a termikus relaxációt, amely a pumpálás ellen dolgozik, az erre a folyamatra jellemző időállandót T 1 -gyel jelöltük. A pumpálás hatását kifejező időállandó: T p, s a két folyamat eredőjét pedig τ írja le. Miután megvártuk, hogy a kisülési cső bemelegedjen, Helmholtz-tekercspár segítségével négyszögjel karakterisztikájú mágneses térrel hoztuk létre a pumpálási jelet, amely szigma polarizáció esetén vált maximálissá. A jelünk felfutó részére exponenciálist illesztettünk, s ebből megkaptuk τ értékét. A lefutó él vizsgálata akkor adja meg T 1 -et, ha azt az esetet választjuk, amikor a Föld mágneses tere éppen kioltja az egyik félperiódust, hiszen ekkor van ideje a termikus relaxációnak, mielőtt a σ + állapotból a rendszer polaritás tekintetében átkerülne σ - állapotba. Az első esetben tehát mind a két félperiódusra kaptunk pumpálási jelet. Az oszcilloszkópon kimérve a felfutó él pontjainak koordinátáit: t(ms) U(mV) 0,72 38 1,28 60 1,92 82 2,88 108 4,32 130 5,92 142 7,84 148 Ábrázolva és a pontokra az n(1- t τ e ) exponenciális görbét illesztve: U(mV) Innen az időállandó: t(ms) τ=(2,55±0,08)ms, 3

A termikus relaxációra jellemző lefutó exponenciális görbe időállandója a második esetben mérhető jól. Az adatok: t(ms) U(mV) 0,4 60 0,56 44 0,64 36 0,80 22 0,96 14 1,12 6 t T Ábrázolva és az 1 e görbét illesztve: U(mV) Ahonnan: t(ms) T 1 =(0,39±0,03)ms 1 1 1 Az = + képletből Tp, a pumpálásra jellemző időállandó is számolható: τ T1 Tp T p =(-0,46±0,07)ms. Ez nem lehet a helyes eredmény, ennek az oka az lehet, hogy nem küszöböltük ki a hálózati váltakozó feszültség rendszerre gyakorolt hatását, amely módosítja a pumpálási jelet, ezért a relaxációs periódus nem teljesen tükrözi a tényleges hőmérsékleti relaxációt. 4

3. Rezonancia átmenetek Az A összeállítás esetén kisebb felbontás valósítható meg. Ekkor a Zeemanfelhasadást okozó állandó mágneses teret moduláljuk, azaz a modulált B 0 +bsin(ωt) térrel dolgozunk rögzített frekvenciákon, és megkeressük azt a B 0 -t, amihez a rögzített frekvencia éppen a rezonancia frekvencia. Ekkor igaz az alábbi egyenlet: hν= E=µ B g f B Ekkor a hν energiát rádiófrekvenciás térrel hozhatjuk létre, amelyhez a másik tekercspárt használjuk. Négy különböző frekvencia esetén megvizsgáltuk a Zeemanfelhasadást okozó mágneses tér rezonanciához tartozó értékét, majd az eredményekből mind a két izotópra meghatároztuk a B-ν összefüggést. Az adatokra egyenest illesztettünk, s a g j meredekségből a rezonanciafeltétel alapján számoltuk g f -et, a E=µ B B összefüggés 2I + 1 segítségével pedig a magspint is számolni tudtuk. Ez az elmélet szerint kis mágneses terekre, kisebb felbontás esetén érvényes. (Mi most itt tényleg olyan néhány gaussos terekkel dolgoztunk.) A Föld mágneses tere nem elhanyagolható, ezért gondoskodni kell arról, hogy a hatását valahogyan figyelembe vegyük. Ezt úgy tettük meg, hogy ellentétes polarizáció esetén is megkerestük a rezonanciafeltételhez tartozó B-t. A továbbiakaban a két érték számtani közepéből számoltunk. Az egyik, illetve másik polarizációs állapot közötti különbség nagyjából állandó, s számolható belőle a Föld mágneses tere. A mért értékeket, és a számolással kapott adatokat az alábbi táblázat foglalja össze. a 87-es izotópra: B (mt) T(µs) ν(1/µs) 0,1315 1,273 0,7855 0,158 1,065 0,9390 0,2375 0,704 1,4205 0,173 0,956 1,0460 a 87-es izotópra: B (mt) T(µs) ν(1/µs) 0,198 1,273 0,7856 0,238 1,065 0,9390 0,356 0,704 1,4205 0,2605 0,956 1,0460 Innen: B Föld =(0,0135±0,0005)mT 5

B értékét a tekercs adataiból, illetve a mért áramerősségekből számoltuk. Az A összeállításnál a mágneses teret létrehozó tekercs adatai: átmérő a belső tekercsre: 17,9 cm, külső tekercsre 19,3 cm, a tekercsek pedig 80-80 menetesek. Fontos megjegyezni, hogy a modulációból adódó B járulékot úgy küszöböltük ki, hogy a rezonanciát a moduláló szinuszos jel nullátmeneteinél vizsgáltuk. A 87-es izotópra: A 85-ös izotópra: A meredekségek: ν(1/µs) frekvencia (1/mikroszekundum) ν(1/µs) frekvencia (1/mikroszekundum) 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 B (mt) 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 B (mt) B(mT) B(mT) m 1 =(6,804±0,1054) 1/(µs*mT) m 2 =(4,528±0,0647) 1/(µs*mT) A rezonanciafeltételből: ( 87 Rb) ( 85 Rb) g f1 =0,486±0,008 g f2 =0,324±0,002 A magspinek pedig: I 1 =1,56±0,024 I 2 =2,59±0,037 ( 87 Rb) ( 85 Rb) ( 87 Rb) ( 85 Rb) A eredmények közel vannak az elméletileg számolt 3/2 és 5/2 értékekhez. 6